Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Формационные типы, закономерности размещения и генезис сульфидных медно-никелевых месторождений (на примере Восточно-Сибирской и некоторых других провинций)
ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения
Автореферат диссертации по теме "Формационные типы, закономерности размещения и генезис сульфидных медно-никелевых месторождений (на примере Восточно-Сибирской и некоторых других провинций)"
РГ6 Ш1нтет Российской Федерация по геологии и
использованию недр
о 3 им л
' Всероссийский научно-исследовательский геологический институт лм. А. П.Харпинокого (ЗСЕГЗ!)
На правах рукописи
Туганова Евгения Владимировна
УДК 553.48 43/571.5/
Форыаязоннне типы, законокерноста размещения
к генезис сульфидных медно-никелезих месторождений (ка примера Восточно-Сибирской и некоторых других провинций) •
Специальность 04.00.011 металлогения
Диссертация на соиоканле ученой степени ¿¿»гора геолого-г-.'лнералоги^ескин каук з форме нучного дома да
С.-Петербург 1994
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском геологическом институт пм.А.П.Карпикского (ВСЕГШ) Комитета Российской Федерации по геологии и использованию недр
Официальные оппоненты: доктор геолого-шнералогических наук,
член-корреспондент РАН, профессор Н.М.Чернштв (Воронежский Государственны университет)
доктор геолого-шнералогических наук
A.П.Лихачев ОШГРИ, Москва) доктор геолого-минералогических наук
B.Н..Москалева (ВСЕГ5И, С.-Петербург)
Ведущая оргаш!зацая - Институт геологии рудных месторождений,
петрографии, минералогии и геохимии (ИЛИ) Российской Академии наук
Защита состоится 14 коня 1934 г. на заседании специализированного совета Д.071.07.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора геолого-ыинералогяческих наук при Всероссийском научно-исследовательском геологическом институте им.А.П.Карпинского (ЗС2ГЕИ)
Адрес: 199026, С.-Петербург, Средни"? пр., 74
Диссертация (научный доклад) разослана 5 мая ¡ЗУ1/ г
Ученый секретарь специализированного совета Д.071.07.02
ВВЕДЕНИЕ
Сульфидные медно-никелезые месторождения неразрывно связаны с магматическими формациями, проявившимися как в докембрии, так и фанерозоа в эпохи наивысшей тектоно-магма-тической активности планеты, в эпохи главнейших ее структурных перестроек, растяжения континентальной земной коры, сопровождавшихся огромными по масштабам тшяктт ультрама-фит-мафитоЕых магм на поверхность, либо эквивалентными последним по объему интрузияки того же состава.
Необходимость расширения минерально-сырьевой базы платиноидов, меди и никеля России требует совершенствования критериев прогнозирования сульфидных медно-никелевых руд и уточнения закономерностей их размещения, что связано с решением вопросов их генезиса. Несмотря н£ длительное изучение сульфидных Си-К1 месторождений, в том числе в Восточной Сибири, проблема их генезиса остается предметом оживленной дискуссии.
Спорны).! для Сц-И1 месторождений является вопрос об источниках рудного вещества, от решения которого в определенной степени зависит их научное прогнозирование. Особенно это касается норильских сульфидных кикехево-медных месторокдений, обладащкх большей комплексностью в сравнении с другими сходными местороядениями. Из них извлекаются кроме никеля и меди, кобальт, платина, палладий, родий, рутений, иридий, осмий, золото, серебро, селен, теллур и :-ера. Некоторые из этих элементов входят в состав рудных месторовдэний совершенно другого типа, что в большой степени свидетельствует о сложности и неоднородного их источника.
Решению вопросов породе- и рудообразования, уточнению критериев прогнозирования сульфидных медно-никелевых месторождений, выявлению источников их вещества, будет способствовать предлагаемая нами петролого-геодинамическая модель образования такого типа месторождений на примере норильских.
Актуальность исследований определяется потребностью в расширении минерально-сырьевой базы меди и никеля России. Исследования направлены на решение народнохозяйственно? задачи - уточнения формационной принадлежности, критериев прогнозирования, закономерностей распределения, геодинами-
чеокого режима образования сульфидных медно-никелевых месторождений и выявления источника их вещества. Наиболее значительным объектом по своего промышленному значению являются месторождения Норильского района, что и предопределяет выявление на их примерз наиболее эффективных предпосылок и признаков прогноза для поисков им подобных месторождений.
Основные дели и задачи исследования. Основными целями являются: I) фэрмашзонная типизация сульфидных ыедяо-никеле-вых месторождений, 2) уточнение закономерностей их размещения, 3) усовершенствование известных и выявление новых критериев и признаков их прогнозирования, 4) разработка петро-лого-геодинамической модели сульфидного медно-никелевого (с кобальтом и платиноидами) рудообразования.
Для достижения этих целей решались следующие задачи:
- выяснялись связи сульфидных медно-никелевых месторождений с определенными .магматическими мафит-ульграмафятовыш формациями и производилась их типизация;
- уточнялось происхождение никеленосных магматических формаций;
- выявлялись источники рудного вещества сульфидных медно-никелевых месторождений;
- устанавливалась приуроченность никеленосных провинций к специфическим системам структур литосферы;
- уточнялись структурные, магматические, литолого-стра-тиграфические и другие прямые и косвенные критерии прогнозирования, а также петрохимические, минералогические и геохимические признаки рудоносных и рудных формаций.
Фактический материал, положенный в основу доклада собран в 1355 - 1ЭЭ2 годы в ходе изучения геологии [2, 12, 13, 14, 15, 32, 37, 50], формационной принадлежности [ 5, 12, 17, 26 , 32 , 35 , 37 , 45 , 52], критериев прогнозирования [ 3, 4, 6, 7, 9, 10, II, 12, 20, 22, 29, 30], закономерностей размещения сульфидных месторождений Восточно-Сибирской ни-келеносной провинции [6, 7, II, 12, 18, 27, 47, 50, 51, 52], при изучении магматических и эндогенных рудных формаций [ II, 12, 13, 14, 19, 23, 25, 26, 27, 38, 45, 56], в процессе'ме-таллогенического анализа Сибирской платформы в целом [6, 9 II, 12, 27, 40, 42, 53, 57] и отдельных ее частей [I, 7, 15,
24, 43J яри составлении (соавтор и сррекдактор) металлогени-ческих карт масштаба 1:1 500 ООО, 1:2 500 ООО, 1:500 ООО [I, 6, 7] : при изучении глубинного строения северо-запада Сибирской платформы [41, 46 , 50 , 51, 52 , 55] и выявления его связи со структурами поверхности с целью выбора места и глубины заложения Норильской глубокой скважины; при изучении медно-никелевых месторождений СССР в процессе составления прогнозных карт (и объяснительных записок к ним) для этой ■ территории на медь и никель м-ба 1:7 500 ООО (соавтор и соредактор) [ 3, 4] и при разработке критериев прогнозирования сульфидных медно-никелевых месторождений, опубликованных в ряде монографий и статей с учетом анализа отечественных:и зарубежных литературных данных [б, 7, 10, 20, 21, 29, 34, 36, 39].
В докладе использованы результаты формационного анализа протерозойского и фанерозойского мафитового, щелочно-ма-фитового и ультрамафит-мафитового магматизма, развитого в / пределах Сибирской платформы [5, 7, II, 12, 13, 19, 25, 26, 32, 35]. Значительный объем исследований посвящен никеленос-ным (сульфидоносным) интрузивным формациям [3, 4, 7, 10, II, 12, 13, 19, 25, 38, 39, 45]. Использован литературный материал по месторождениям России, Западной Австралии, Ккной"" Африки, Северной Америки, обозначенный в работе соответствующими ссылками, а также фактический материал, полученный автором совместно с Ю.Г.Старипким, И.В.Ляхнипкой, Е.П.Миронов ом, Н.С.Маличем, В.И.Драгуновым, В.Е.Поповым, В.Н.Егоровым, Ю.Й.Дараган-Сущевым и другими.
При формационном и металлогеническом анализе магматических и рудных формаций применялись петрографические, минера-графические, петрохимические, минералогические, геохимические (в том числе изотопно-геохимические) методы исследова-" ния [ 10, II, 18, 23, 30, 39, 41, 48, 49, 54]. Использовались химический и рентгеноспектральный силикатные анализы пород и руд, рент- ■
геноспектральный (количественный) анализ микроэлементов, ми-крозондовые и рентгеноструктурные анализы основных лородо--образующих и рудных минералов, нейтронно-активационный анализ малых, редких и редкоземельных элементов,пробирно-хими-
ко-сцентральный и кинетический методы анализа элементов платиновой группы ОПТ), изучались расллавные включения в породообразующих минералах (их состав и гомогенизация), стабильные изотопы серы и рубидий-стронциевые характеристики пород.
Научная новизна заключается в следующем:
- разработана систематика сульфидных медно-никелевых месторождений на основе соотношения локализованного в них главного (никелевого, медно-никелевого и никелево-медного)' и сопутствующего ОПТ, Со , ди , аб и др.) рудного вещества ,з связи с шестью главнейшими типами рудоносных магматических формаций (западно-австралийским, алларечекским, пе-ченгским, мончегорским, норильским, дулутским), четыре из которых выявлены впервые [3, 4, 10, 39, 52 и др.];
- обосновываются представления о приуроченности медно-никелевых месторождений исключительно к раздвиговым структурам континентальной земной"корн: I) к "зеленокаменккм"' поясам ( АЕг ), образовавшимся на маломощной земной коре, ■ 2) инициальным рифтам с ограниченным латеральным растяжением ( №1 ), и 3) зрелым рифтогенным системам со значительными деструкцией и растяжением земной коры ( ицд^й ). [52];
- обосновывается гипотеза образования интрузий норильского типа в результате взаимодействия двух магм, одна из которых б^шзка рудоносно*, пёрздотит-коматиатовой, другая -безрудной толеитовой, что подтверждается наличием реликтов ультрамафитов,близких по химическому составу перидотитовым коматиитам в породах интрузий, наличием в хромистом и тита--нистом клинопироксенах этих пород двух типов расплавных вклк> чений с различным соотношением фаз, раскристаллизованнос-тью и температурой гомогенизации, выявлением в них дискретных первичных изотопных отношений стронция и различного распределения и содержания ЭЕГ и РЗЭ. Все это свидетельствует о неодинаковых источниках душ магм, из которых кристаллизовались ультрамафиты и габброиды;
- произведена типизация интрузий толеит-долеритовой формации Сибирской платформы с выделением слаборудоносных интрузий троктолит-долеритовой (курейский тип) и ферро-до-
леритовой (дегенский, велингнинский типы) подформаций толе-ит-долеритовой формации, ранее относимых к норильскому типу, который впервые выделен в виде самостоятельной оливинит-габбровой формации, имеющей сложный состав и генезис;
- дополнены представления о специфическом глубинном строении литосферы Норильского района с участием переходного слоя на уровне кора-мантия, характерного для рифтоген-ных систем, подтверждаемого геолого-геофязическимя и петрологическими данными;
- обосновывается совмещение рудных элементов, связанных с отделением от разных уровней тектоносферы Земли, в комп- ' лексных сульфидных никелево-медных рудах;
- подтверждается связь сульфидного медно-никелевого оруденения во вкрапленных (в интрузиях) и массивных (во вмещающих породах) рудах интрузий норильского типа единым характером распределения элементов платиновой группы [53].
- при металлогеническом анализе уточнены критерии прогнозирования Cu-iti месторождений норильского типа на основе которых впервые выделены Предтаймырская и Дюпкунская структурно-металлогенические зоны высокой эндогенной активизации с подразделением на ряд металлогенических таксонов различного порядка [б, 7, 12 и др.] ;
- разработана петролого-геодинамическая модель образования комплексных месторождений никелево-медных руд (на примере Норильского района), вклвчавдая глубинное строение литосферы и представления о геохимической неоднородности различных глубин мантии [ 46, 47, 55 и др.] ;
- выявлены (с установлением возраста) пикритоидная и -трахибазальтовая вулканогенные формации в пределах Игарского поднятия, свидетельствующие о ркфтогенном режиме в'раннем протерозое [56].
Защищаемые положения. I. Выделяется три вида рудных формаций для сульфидных медно-никелевых месторождений по соотношению рудного вещества в них (никелевого, медяо-нике-левого, никелево-медного) и шесть типов месторождений по генетической связи с главнейшими рудоносными магматическими формаадями ыафит-ультрамафитового состава (западно-австралийский, аллареченский, лечейгский, мончегор-ский, нориль-
ский, дулутский).
2. Магматические формации, с которыми ассоциируют суль фидные медно-никелевые месторождения, приурочены исключительно к раздвиговым системам континентального типа.
3. Никеленосные магматические формации являются производными двух магм: рудоносной ультрамафитовой и безрудной толеитовой.
4. Рудное вещество экстрагировалось из разноглубинных геохимических резервуаров мантии и совмещалось при продвижении родоначальнкх магм и флюидов к поверхности, образуя сложные комплексные месторождения.
5. Изначальная близость состава магм и ассоциирующего с ними рудного вещества, а также сходство геодинамических условий образования медно-никелевых месторождений, предопределяет идентичность региональных критериев их прогнозирования. Отличия проявляются в локальных, в том числе, магматических критериях, обусловленных различной эволюцией рудоносных магм в процессе их продвижения от уровня зарозде-ния до локализации в земной коре.
Практическая значимость. Формационное расчленение мед-но-никелевых месторождений на основе особенностей состава локализованного в них никелевого, медно-никелевого и нике-лево-медного (и сопутствующего) оруденения, их ларагенети-ческой связи с рядом магматических формаций и типов рудоно ных структур к которым они приурочены, способствует их более целенаправленным поискам.
Среди изученных сульфидоносных интрузивных формаций Восточно-Сибирской провинции выделены типы интрузий различ ной степени перспективности [ 2, 5, 7, 10, 17 и др.]. Впервые выделен слабоникеленосный курейский интрузивный тип (или комплекс) основных пород (ранее включавшийся в "норил ский" комплекс), что способствует снижению затрат на поиски меди и никеля. Промышленно-рудоносные интрузивы норильского типа впервые были объединены в самостоятельную оливе нит-габбровую формацию [2, 4, 5, 7, 10, II, 12, 25, 54], имеюцую специфический состав пород и минералов, а также бс лее сложное происхождение, в отличие от широко развитых слаборудоносных или безрудных интрузий толеит-долеритовогс
состава.
В 1968-1983 годы автором производились исследования, связанные с разработкой критериев прогноза Cu-JTi месторождений Восточно-Сибирской никеленосной провинции и оценкой перспектив севера, северо-запада, запада и северо-востока Тунгусской синеклизы на Cu-ITI руды [7, 12, 19, 26, 32, 35, 44J в результате чего было выявлено несколько сульфидных Cu-М проявлений (реки Делингда, Окуневка, йайме-ча, Котуйкан, Хининда и др.), рекомендованных ПГО "Красно-ярскгеолкому" для окончательной оценки.
Разработанные региональные и локальные критерии прогноза Cu-Ni месторовдений (структурные, магматические, лито-лого-стратиграфические и др.) используются при их поисках [10, II, 20, 21, 31, 32, 34, 39 и др.] .
Результаты исследований отражены на картах (и записках к шел) перспективной оценки территории СССР на медь [ 3J и никель [4] масштаба 1:7 500 ООО, одобренных коллегией Мингео СССР и используемых планирующими организациями страны.
Прогнозная оценка территории Сибирской платформы на эндогенные полезные ископаемые (в том числе на медно-нике-левые руды) в целом и отдельных районов, в частности, отражена на металлогенических" картах м-ба 1:1 500 ООО, 1:2 500 ООО и 1:500 ООО (1959-1986 гг.) и объяснительных записках к ним (соавтор и соредактор), а также в ряде монографий [ I, 6, 7, II, 12].
В 1957 году автором доклада совместно с Ю.Г.Старицким и В.И.Драгуновым [ 15J была выделена так называемая "Западная" зона, перспективная на сульфидное Cu-Ni оруденение, в пределах которой в 1961 году были открыты уникальные Тал-нахское и - позднее - Октябрьское сульфидные Cu-Ni месторождения.
В настоящее время по рекомендациям автора ПГО "Красно-ярскгеолном" проводит геолого-съемочные к геолого-поисковые радоты масштаба 1:50 ООО и 1:200 ООО во впервые выделенных Большеавамской и Дюпкунской металлогенических зонах, а также в северной части Вологчанского и Центрально-Норильского предполагаемых рудных районах, обоснованных в работах ав-
тора [4, 6, 7, II, 12 и др.].
Внедрение результатов работ такие связано с составлением легенд при проведении ГСР-50 и ГСЕ-200 в Игаро-Нориль-скоы регионе; в процессе разработки легенд среди протерозойских образований Игарского поднятия были выявлены магматические формации (пикробазальтовая, трахибазальтовая), позволяющие по новому рассматривать его тектоническую природу [ 56].
Разработанные автором принципы и методы металлогениче-ского анализа эндогенных рудных формаций платформ (на примере Сибирской) развивают металлогеническую теорию и раокры вают потенциальные перспективы платформ [7, 9, II, 12, 40j.
Апробация. Основные положения диссертации опубликованы в 59 научных работах (в том числе в 4 монографиях, 5 ме-таллогенических и формационной картах и 5 объяснительных записках к ним), а также докладывались, либо были представлены и обсуждались на I сессии научного совета по теории образования и размещения рудных месторождений в Сибири и на Дальнем Востоке (Новосибирск, 1964 г.), совещании "Геоло- -гические формации" (Ленинград, 1968), Годичных сессиях Ученого Совета ВСйГЕИ (1960, 1968, 1979, 1982), совещании по ■ Петрологии и металлогении базитов (Москва, 1968), на конференции: "Прогнозирование и методы поисков месторождений никеля, олова, алмазов в Советской Арктике" ^Ленинград, 1969] конференции "Геология и полезные ископаемые Норильского paí она" (Норильск, 1971), совещании "Основы научного прогноза месторождении рудных и нерудных полезных ископаемых" (Леши град, 1971), П и Ш Всесоюзных совещаниях по металлогении -траппов" (Иркутск, 1971, Красноярск, 1974); семинаре "Пути повышения эффективности прогноза минерального сырья при reí лого-съемочных работах" (Ленинград, 1973), краевых научно-производственных конференциях "Минерально-сырьевая база Кр; ноярского края и Тувинской АССР и перспективы ее расширена в X и XI пятилетках" (Красноярск, 1976, 1981), Всесоюзном симпозиуме по стабильным изотопам в геохимии (Москва, 1976 Всесоюзном симпозиуме "Петрологические основы формирования сульфидных медно-никелевых месторождений и критерии их про' гноза" (Петрозаводск, 1978), Всесоюзном петрографическом
совещании "Петрология литосферы и рудоносность" (Ленинград, 1981), на ХХП и ХХУШ Международных геологических конгрессах (Москва, 1984, Вашингтон, 1989), Всесоюзном симдсн зиуме "Формационное расчленение, генезис и металлогения уль-трабазитов" (Хромтау, 1985), научно-практическом семинаре "Структура геологических формаций и закономерности размещения полезных ископаемых" (Ленинград, 1985), П и Ш Всесоюзных совещаниях "Генетические модели эндогенных рудных формаций" Новосибирск, 1985, 1930), .совещании "Формационный анализ при средне- и крупномасштабных геологических исследований*1 (Ленинград, 1986), Всесоюзном совещании"Геодинамические модели некоторых нефтегазоносных и рудных районов" (Минск, 1985), XX Всесоюзном тектоническом совещании (Москва, 1987), УП и УШ съездах Всесоюзного минералогического общества (Ленинград, 1987, 1992), XI Всесоюзном петрологическом симпозиуме -"Оценка перспектив рудоносности геологических формаций мине-ралого-геохимическими методами" (Ленинград, 1988) научно-практической конференции "Актуальные направления металлоге-нических исследований" (•Ленинград, 1988), конференции "Оболочки земли и их взаимодействие" (Ленинград, 1988), У Восточно-Сибирском региональном петрографическом совещании (Иркутск, 1989), Всесоюзном совещании "Магматизм рифтов, петрология, эволюция, геодинамика" ( Москва, 1989), У1 Международном платиновом симпозиуме (Иерт, 1991) и др.
Структура и объем работы. Диссертация написана в форме научного доклада, объемом 51 стр., включает I таблицу и 3 рисунка. Она состоит из введения, 5 частей, заключения и списка 59 опубликованных работ автора, положенных в основу доклада.
Автор считает приятным долгом выразить искреннюю благодарность ботрудникам ВСЕГЕИ Л.И.Красяому, В.И.Драгунову, В.В.Жданову, И.В.Ляхницкой, Е.П.Миронюку, Н.С.Маличу, В.Е. • Попову, В.В.Соловьеву, В.М.Терентьеву, В.А.Унксову, Н.И.Шуйской за советы и внимание к проводимым исследованиям, а также Н.Ю.Бунаковой, Т.А.Лукьяновой, О.А.Мережко, В.В.Павшуно-ву, Е.В.Толмачевой, Б.А.Цимошенко, Ю.П.Шергиной за оказание помощи в изучении вещества.
Неоценимув помощь в проведении исследований оказали
геологи Норильской экспедиции: В.Н.Егоров, Ю.А.Амосов, В.Ф. Кравцов, В.А.Люлько, Ю.Н.Седых, Л.М.Шадрин, Н.Ф.Щедрин, и другие, а также геологи ПГО "Красноярскгеолкома": М.Л.Шер-ман, В.В.Беззубцев, Э.Л.Варанд, Ю.С.Глухов, М.Л.Кавицкий,
A.К.Мкртычьян, Б.М.Струнин, В.А.Федотова и другие.
Весьма полезным и плодотворным для автора было многолетнее сотрудничество с М.Л.Лурье, В.Л.Масайтисом, Д.В.Рунд квистом, Ю.Г.Старицким, а также с В.С.Ашхоновым, А.И.Архи-ловпй, В.С.Голубковым, И.Н.Горяношм, А.С.Гринсоном, Ю.И. " Дараган-Сущевым, В.В.Дистлером, Д.А.Додиным, О.А.Дюниковым,
B.Н.Егоровым, Л.С.Егоровым, В.В.Золотухиным, М.И;Ивановым, Г.И.Кавардиным, М.З.Комаровой, Д.В.Полферовым, В.С.Певзне^ ром, Г.Н.Старицыной, Л.И.Шаходько, Н.Н.Шишкиным и другими.
Автор также считает своим долгом выразить искреннюю ■ признательность без^-временно ушедшим М.Н.Годлевскому, А.Л.-Додину, Г.д.Маслову, П.Е.Оффману, В.Ф.Ржевскому, Б.Н.Рого-веру, Т.Н.Сироткиной, П.М.Татаринову, С.И.Талдыкину, Н.Н. Урванцеву, за ценные советы и обсуждение вопросов, затрагивающихся в докладе.
I. Систематика сульфидных медно-никелевых месторождений. Сульфидные медно-никелевые месторождения обладают рядом сходных особенностей. Они имеют постоянную рудную минеральную ассоциацию пирротин-пентландит-халькопиритового состава, сопровождающуюся в общем аналогичными второсте- ' пенными минералами; сходны по морфологии и структурам руд, "зональности рудных тел и контролирующим их региональным и локальным структурам. Все месторождения ассоциируют с ма фит-ультрамафитовыми магматическими формациями, характери зующишся определенным петро-геохимическими признаками. " Это обусловливало объединение всех сульфидных медно-никеле вых месторождений в единую рудную формацию [I?], хотя,по устойчивым связям с различными магматическими формациями и тектонической позицией, обосновывалось и иное их расчленев
Вопросы происхождения и систематики ои-Я1 местороя дений рассматривались■ в работах М.Н.Годлевского," Г.И.Горбз нова, В.К.Котульского, А.Дж.Налдретта, П.М.Рожкова, Б.И. Роговера, Ю.Г.Старицкого и многих других исследователей.
Медно-никелевые месторождения классифицировались по их тектонической приуроченности к складчатым зонам и плат-
формам (Ю.Г.Старицкий, 1959), кристаллическим щитам, платформам и подвижным зонам (М.Н.Годлевский, 1963), архейским зеленокаменным поясам, протерозойским вулканогенным прогибам и фанерозойским трастовым полям (А.П.Лихачев, 1987), а-также по связи с ультрамафитовым или мафитовым магматизмом, в том числе с трастовым (А.Дж.Налдретт, 1983 и др.).
Сульфидные медно-никелевые месторождения расчленялись" на ряд формаций по соотношению рудного вещества в них (главного - никелевого и медного и сопутствующего кобальтового и благородно:/.етального) с выделением никелевых, медно-нике-левых и никелево-медных формаций "или ■ субформаций [ 3, 4, 10, 51 ] (Н.К.Высоцкий, 1933; А.П.Лихачев, 1987; Г.И.Кавардин, 1981, 1983; А.П.Кривцов, 1988 и др.).
Анализ связи сульфидных медно-никелевых месторождений -с ге о динамическим режимом их становления и главнейшими магматическими формациями позволил придти к выводам, отличающимся от развиваемых большинством исследователей.
Медно-никелевые месторождения сходны не только по устойчивой ассоциации рудных минералов, но и по тесной изначальной, иногда ретроспективной (Норильск, Елань, Садбери и др.) связи с ультрамафитовой магмой, а также по близкой геодинамической обстановке их образования в различных па-леорифтогенных .континентальных структурах. - - -
Более высокая доля ультрамафитов (табл.1) в докембрий-ских ( , РЕ-1 ) никеленосных формациях, с которыми" ассоциируют сульфидные никелевые и медно-никелевые месторождения, отображает специфику магматизма раннего периода Земли, обусловлена ее высоким геотермическим градиентом и малой " мощностью земной коры. Ультрамафитовые порции никеленосных расплавов более позднего докембрия и фанерозоя, с которыми была также связана изначальная рудоносность, подверглись контаминации и габброизации (Норильск и др.) благодаря увеличившейся мощности коры и их взаимодействию с толаитовой" магмой в процессе более длительного подъема к поверхности.
В основу типизации сульфидных медно-никелевых месторождений [3, 4, 10, 51] положен состав руд. Выделяются сульфидные преимущественно никелевые, медно-никелевые и никеле-во-медные рудные формации, ассоциирующие с шестью главней-
шими магматическими формациями (табл.1) [iQ, 50, 51 j.
Приведенная далее краткая характеристика мэдно-никеле-иых сульфидных местороздвний (рудных форлаций) с учетом их тектонической позиции, особенностей рудовмещающих магматических формаций и состава руд, позволяет сравнить их с месторождениями норильского типа, а также более надежно обосновать региональные и локальные критерии их прогнозирования, показав их сходство и различия.
I. Наиболее древняя сульфидная преимущественно никелева рудная формация представлена двумя формационными типами мест ровдений, связанными с вулканогенной формацией перидотитовых коматиитов (западно-австралийский тип) и с интрузивной гарц-бургитовой (аллареченский тип) формацией.
I.I. Западно-австралийский формационный тип сульфидной преимущественно никелевой рудной форлации связансрудоносной мацией"перидотитовых коматиитов, приуроченной к позднеархейс ким1(2,?-2,5 млрд. лет)"зеленокаменным" поясам,форлировавшии ся на сиалической коре и имевших по данным В.Е.Хаина, П.Р.Аь хауссера, Х.Конди, А.М.Гудвина,А.Дж.Налдретта и А.Р.Тернера, Д.И.Гровса и У.Д.Батта и др.рифтовую природу. Рифтогенез coi ров отдается утонением коры и поступлением к поверхности огрс ных масс мантийного вещества."Зеленокаменные" пояса (Западне Австралийский, Канадский, Родезийский и др.) характеризуют^ широким развитием в низах разрезов перидотитовых и базальто] коматиитов, сменяющихся выше толеитовнми и еще выше кислыми лавами и туфогенно-осадочными породами, метаморфизованными в аеленосланцевой (реже амфиболитовой) фации. Из двух возра тных групп "зеленокаченных " поясов ( 3,5-3,0 млрд. лет и 2,7-2,5 млрд. лет) сульфидные никелевые месторождения приурочены преимущественно к позднеархейской группе. Они ассоциируют с вулканическими и гипабис сальными проявлениями маг ыатизма исключительно ультрамафитового состава (табл.1). Месторождения, приуроченные к вулканитам, локализованы в ни ней части потоков перидотитовых коматиитов в виде линз и пластообразных тед массивных и сидеронитовых руд размером от нескольких до десятков метров. Выше располагаются вкрапленные руды. Еще выше безрудные ультрамафиты, переходящие в зоны со структурой "спиЕ--ифеко" ( H.T.Arndt, E.G.Nisbet, 1982). Часть сульфидов приурочена к зонам дробления и вулкг
ническим брекчиям. Руды сложены пентландитом, пирротином, пиритом, реке миллеритом, халькопиритом, магнетитом, арсено-пиритом, сперрилитом и другими сульфидами и арсенидами. Руд, яда тела часто деформированы. Запасы руд в крупных и уникальных месторождениях варьируют от I до 24 млн.т (Камбалда) при содержании никеля 1-4 % (до 20 %). Основные запасы никеля (80 %) локализуются в основании потоков. Отношения Ni/Cu > Ю (до 50). Среднее содержание ЭЦГ в мг/т в рудах -Камбалды: Pt- 326, Pd . - 425, Eh - 220, Оз - НО, Ir -60, ' Au - 339, Ag - 1Г70 (Д.Хадсон, 1985).
Месторождения в гипабиссальных телах(силлах, дайках)' представлены вкрапленными рудами, располагающимися в придонных и центральных частях силлов. В их составе преобладают дуниты, периферические части сложены перидотитами и пирок- -сенитами. Размер месторождений в субвулканических телах обычно небольшой, хотя в отдельных месторождениях запасы руд никеля составляют до 500 тыс. т. Содержание никеля 0,30,7 %. Отношение iri/Cu более 10 (до 75 ).
Наиболее известны месторождения"зеленокаменных"поясов Западной Австралии (Камбалда и др.), Канады (пояс Абитиби) и Южной Африки (провинция Зимбабве) (. К^Конди, 1983, А.Дж. Налдретт, 1984.и др.).
1.2. Аллареченский формационный тип преимущественно сульфидной никелевой рудной формации, связанной с оливинит-гарцбургитовой рудоносной формацией (табл.1), локализуется вдоль разрывов, проходящих по контактам разновозрастных гнейсов и амфиболитов На участках обрамления гранитогнейсо-вых куполов [10] (Г.И.Горбунов и др., 1984. В.В.Проскуряков и др., 1990, В.Г.Загородный и др., 1990 и др.). Представителем месторождений этого типа является аллареченское на -Кольском полуострове. По мнению А.А.Глазковского в Алларе-чинском районе .обнажаются подводящие каналы рудного поля Печенги. Здесь известно около 400 мощностью от 20 до 500 м линзовидных или пластообразных тел, сложенных оливинитами, гарцбургитами и бронзититами, приуроченными к северо-западным и северо-восточным разломам. Лишь небольшая часть из них содержит промышленное оруденение. Интрузивные тела испытали сильное воздействие метаморфизма. Многие из них пере-
сечены гранитами. В интрузивах преобладают вкрапленные руды, рассеянные по всему разрезу масаивов. Значительную дол! составляют жильные и брекчиевые руды, локализующиеся внутри массивов и в сдвиговых тектонических зонах с переходами в штокверки и микр о брекчии, выходящие за пределы интрузий на расстоние до 250 м. В сплошных рудах преобладают текстуры и структуры, связанные с переотложением и перекристаллизацией. Содержания металлов во вкрапленных рудах (В %)'. никеля - 0,6-0,8; меди - 0,3-0,5; в массивных рудах (.& .% никеля 3-13 ; меди 1,5 -4, платины 0,6 г/т, золота I г/т ' и серебра - 3 г/т. N1/0и = 5:1 - 10:1. По запасам руд пре обладают средние и мелкие месторождения.
К этому же формационному типу относятся месторождения пояса Томпсон (Томпсон, Пайл и др.) в Канаде, образовавшие ся в сходных геологических условиях [ю]( Я.У.Регеаегу, 1979, 1982, А.Дж.Налдретт, 1984, В.Н.Соколова, Д.В.Рундкви 1985 и др.).
2. К сульфидной медно-никелевой рудной формации относ ся два формационных типа месторождений раннепротерозойско1 (2,4-1,7 млрд. лет) реже рифейского (1,1-0,78 млрд. лет) возраста, связанные с габбро-верлитовой (печенгский тип) I перидотит-пироксенит-норитовой (Мончегорский тип) интрузш ными формациями.
2.1. К Леченгскому формационному типу сульфидной"меда никелевой рудной формации относятся месторождения одноиме! ного района, расположенные на северо-западе Кольского пол; острова и приуроченные к Печенга-Имандра-Варзугскому континентальному палеорифту (Г.И.Горбунов и др., 1984; В.В.Дис лер и др., 1983 и др.). В его основании сейсмическое зонд рование выявило тектонический ров, образовавшийся по сист ме грабенов на сочленении двух архейских блоков (Г.И.Горб; нов и др., 1984). Структура выполнена четырьмя осадочно-в каногенными толщами, залегающими (в Печенгском районе) на архейском фундаменте. Вулканиты представлены толеитовой, хибазальтовой, трахиандезитбазальтовой и пикробазальтовой формациями. Месторождения медно-никелевых руд, связанные с небольшими лентовидными и пласт о образными интрузиями га бро-верлитовой формации (табл.1), располагаются в лильгуя
винской вулканогенно-осадочной толще, сложенной песчаниками, алевролитами, туфами и туфобрекчиями,' называемой "продуктивной" и контролируются небольшими разломами и складками [ю]. Внедрение рудоносных интрузий, до данным Г.И.Горбунова (1968), происходило одновременно со складчатостью в межпластовые зоны скольжения и отслоения. Наиболее крупные месторождения (Каула", Котсельвара, Соукер и др.) располагаются в пределах'пологих складок.
Вкрапленное оруденение приурочено исключительно к уль-трачафитам; широко развитые богатые массивные и брекчиевые руды - к приконтактовым сдвиговым зонам, обычно у лежачего бока интрузий или в виде "отщепленных залежей" за их'пределами. Массивные руды образовались в процессе переотложения и перекристаллизации рудного вещества под воздействием низкотемпературного регионального метаморфизма и более позднего динамометаморфизма [10]. Вокруг массивных руд развито -прожилково-вкралленное сульфидное оруденение в виде ореолов.мощностью до 10 м. Содержание ( в .%) никеля в ореолах 1-2, во вкрапленных рудах - 0,3-1,0, меди - 0,2-0,5; в массивных - никеля 2-4 (до 13 ), меди 1,5-2, ЭНГ до 0,28 г/т, золота до 0,16 г/т, серебра до 2 г/т. ш./Си =2:1. Некоторые месторовдения этого типа имеют крупные и уникальные размеры. К этой формации (кроме печенгских) относятся месторождения пояса Унгавы в Канаде [10] (В.И.Соколова, Д.В. Рундквист, 1985).
2.2. Мончегорский формационный тип сульфидной медно-ни-келевой рудной формации сачзан с крупными расслоенными интрузиями, представителем которых в России являются одноименный массив. Он приурочен к зоне межформационного несогласия-между архейскими и протерозойскими образованиями, сопряженной с глубинным разломом.
Месторождения этой рудной формации ассоциируют с пери-дотит-пироксенит-норитовой интрузивной формацией (табл.1), представленной разнообразными по величине стратифицированными массивами, сложенными ультрамафитами (перидотиты, гарц- -бургиты, лерцолиты, бронзититы, ллагиопироксениты) и габбро-идами (габбро-нориты, габбро-анортозиты, кварцевое габбро). Горизонты ультрамафитов в Мончегорском массиве характеризуют-
ся изменчивостью ооотава и мощности по латерали (А.П.Лихач и др., 1987 и др.). По всему разрезу массива встречаются пегматоидные слои, линзы и жилы (В.Н.Соколова и др., 1979, 1986). Выделяются два мегаритма: нижний (до 1000 м) и вер» ний (около 200 м), каждый с понижением основности пород кверху. Оруденение халькопирит-пентландит-пирротинового со-тава представлено вкрапленными, прожилково-вкрапленными и жильными рудами. Судя ло изотопному составу серы они имеют первичномагматическое происхождение. Вкрапленное и прожил во-вкрапленное оруденение локализуется в ультрамафитах ниж краевой зоны массива ("донная залежь") и в основании верхн мегацикла "рудный пласт горы Сопча" и "критический горизон горы йод), что видимо свидетельствует о двухфазности интру зива. Массивные руды в жилах приурочены к контракционным т щинам внутри масоива. Прослеживаются переходы между жильны рудами и габбро-пегматитами. Содержание (в %) : никеля во в ленных рудах 0,3-0,5, меди 0,16-0,5; в жилах - никеля 3-5, меди 2-5, ЭПГ до 27 г/т, золота - I г/т, серебра до 70 г/т msCu = 1:1 (до 10:1), но встречаются и существенно медист руды [ 10].
Кроме Мончегорского месторождения к этому типу относя месторождения Воронежского кристаллического массива (ВКМ), ассоциирующиеся с мамоновским интрузивным комплексом,Север го Прибайкалья(довыренский комплекс), БyшввльДí Великая Да Зимбабве и другие [Ю, 22, 50, 51]. К этому формационному типу, судя по составу оруденения, относятся медно-никелевы месторождения Садбери (1,8-2,0 млрд.лет), ассоциирующие с габброидами, образовавшимися возможно в результате перепиа ления первичных рудоносных более основных пород при падени крупного метеорита (Р.С.Диц, 1967, В.Л.Масайтис, 1992).
3. К никелево-медной рудной формации относятся два формационных типа месторождений, связанных с перидотит-пи-роксенит-норит-габбровой (дулутский тип) и оливинит (вер-лит)-габбровой (норильский тип) формациями.
3.1. Дулутский формационный тип никелево-медной руднс форлации представлен месторождениями дулутского комплекса (США). Комплекс контролируется внутриконтинентальным рифте V'
подчеркивающимся трансконтинентальной положительной грави- -тационной аномалией северо-восточного простирания, свидетельствующей о внедрении в земную кору значительного объема мантийного вещества.
В основании комплекса Дулут располагаются архейские граниты и вулканиты, перекрывающиеся железистыми кварцитами Бивабик и аспидными сланцами Виргиния. Массив Дулут погружается под верхнепротерозойские базальты %вино, выполняющие прогиб. Комплекс Дулут сложен дунитами, перидотитами; троктолитами, оливиновыми габбро, габбро-диоритами и диорит-сиенитами (табл.1). К нему приурочены никелево-медные месторождения - Сдрус, Минномакс, Данка-Роуд, Уотерхен. В первых трех из них вкрапленное сульфидное оруденение лирротин-халь-копирит-пентландит-кубанитового состава ассоциирует с троктолитами и норитами. Месторождение Уотерхен имеет аналогичный состав руд, но приурочено к дунитам и перидотитам.
В месторождении Уотерхен значение 6 £ ^4 варьируют от II до 16 %в Что, по мнению А.Дж.Налдретта (1975) связано с ассимиляцией серы из аспидных сланцев Вирджиния. Содержа- -ния никеля и- меди в месторождениях комплекса Дулут составляют в бедных рудах (в %)\ - 0,2-0,3", Си - 0,6, в богатых рудах Си и в суше 1-1,3 , отношение м/с и -г= 1:2-3, содержание платиноидов до десятых долей г/т при отношении Ра/К = 3,5. Перспективная оценка месторождений -Дулутского комплекса"достигает 5,9 млрд. т руды, в том числе И 12,4 млн. т, Си 37,6 млн. т и Со 1770 тыс.т. ' (В.И.Кусочкин, 1970; А.И.Кривцов, А.П.Лихачев и др., 1987).
• 3.2. Норильский формационный тип никелево-медной рудной формации мезозойского возраста приурочен к внутриплатформен-ным реактивированным палеорифтам (В.С.Голубков, 1984; В.В. Дистлер и др., 1983) [ 46 , 49 , 50 , 55] и связан с расслоенными интрузивами оливинит-габбровой формации, имеющими пласт о-образную или хонолитообразную, реже дайкоподобную форму,-мощность - первые сотни метров (до 360 м) и протяженность первые десятки километрой. Сложены они ультрамафитовыми и мафитовыми породами; первые из которых в значительной части' ■перекристаллизованы. Сверху вниз в разрезах интрузий прослеживаются: гибридно-метасоматические породы (по составу близ-
кие гранодиоритам, кварцевым диоритам и др.), габбро-диориты с прослоями и линзами диорит-пегматитов и лейкогаббро; безоливиновые и оливинеодержащие долериты; оливиновые и троктолитовые габбро-долериты; "пикритовые" гайбро-долерии состоящие из реликтов ультрамафитов (плагиооливиниты, пла-гиоверлиты), а также меланотроктолитов, габбро-троктолитов олизиновых габбро-долеритов; "такситовые" габбро-долериты, включающие порода от безоливяновых долеритов до плагиоолив! нитов и плагиоверлитов (рзликты) и "контактовые" долериты.
В ряде интрузивов в их кровле наблюдаются эруптивные брекчии до 25 м мощности, а иногда линзы и прерывистые горизонты "пикритовых" и "такситовых" габбро-долеритов, мощностью от 0,5 до 5 м,
Пентландит-халькопирит-пирротиновое оруденение приуро к нижним (реже верхним) горизонтам интрузий:"пикритовым", "такситовым габбро-долеритам, "контактовым" долеритам и к подстилающим породам. Представлено оно вкрапленными, прожи во-вкрапленными, жильными; линзообразными и пластообразными массивными, а также "серыми" рудами, замещающими осадочные породы, с высокими концентрациями металлов ( Си , N1 , Со ЭПГ), ннредко с реликтовой полосчатой или пятнистой тексту рой. Главная ценность норильских месторождений - это массивные руды экзоконтакта, подчиненное значенив тлеют вкраг ные руды, хотя запасы последних весьма значительны.
Массивные сульфидные руды слагают крупные до десятков метров мощности и протяженностью несколько километров плас тообразныэ залежи, иногда образующие систему сопряженных пластов с многочисленными ответвлениями. По мере удаления основного пласта ответвления обогащаются медью, возрастаг роль миллерита и никелистого пирита. Для размещения рудни тел благоприятны сдвиговые нарушения в подошве интрузивов а также прогибы их дна, иногда (Норильск I) контракциошш трещины.
В интрузивах в горизонте "пикритовых" габбро-долерит наблюдается два типа вкрапленности сульфидов-мельчайшаял терстиционная (0,05-2,0 м) и каплевидная (0,5-1,5 см, до 5 см), в~суммв составляющие 20-30 об,%. Основные сульфид представлены пирротином (50-70 об.^), халькопиритом (15-2
об.50 и пентландитом (15-20 об.$). В "такситовых" габбро-до-леритах вкрапленники сульфидов имеют неправильную форму и -размер от долей миллиметра до 10 см. Иногда вкрапленные руды переходят в прожилковые. Количество рудных минералов от 20 до 60 об.$, при возрастании роли халькопирита и пентлан-дита.
Кроме основных рудообразующих минералов в рудах встречены кубанит, талнахит, моихукит, миллерит, никелистый пирит, мельниковит, виоларит, валлериит, борнит, халькозин, сфалерит} галенит, хромит, магнетит, ильменит, гематит, ферропла-тина, никелистая платина, палладистая платина, сперрилит,-станнопаладинит, станноплатинит, лаурит, бреггит, куперит, самородное золото и медь, никелистое келезо, джерфишерит, карбиды кремния и вольфрама, а также сульфиды, висмутиды," теллуриды и арсениды минералов платиновой группы и другие. Всего известно около 100 рудных минералов.
При изучении изотопов серы в никелево-медных месторождениях норильского типа Л.Н.Гринент^ззо). обнаружены повышенные значенияS з^ варьирующие в широких пределах (12-16 %), что объясняется ею заимствованием тяжелой серы из пород коры.
Месторождения норильского типа характеризуются преобладанием меди над никелем и существенной концентрацией платиноидов. Mi/Cu = 1:1 до 1:15 (в среднем 1:2). К этому же типу относятся месторождения Инсизвы в Южной Африке.
Ряд более мелки месторождений и рудопроявлений (Кота--лахти, Хитура в Финляндии, Петусъярви в Карелии, месторождения юга Сибири и Дальнего Востока, КНДР и др.) связанных с габбро-перидотитовой, габбро-диабазовой, габбро-троктолито-вой, троктолит-кортландитовой и другими формациями, требующими дополнительной оценки промышленной значимости.и уточнения структурного положения, не рассматриваются.
П. Геотектоническая позиция сульфидных СЦ-И1 месторождений. При анализе геотектонической позиции промышленных сульфидных медно-никелевых месторождений обращает на себя • внимание их исключительная приуроченность к структурам _раз-двигового характера - рифтогенным системам [45, 46, 49, 50], с которыми связано выведение на поверхность значительных -масс мантийного ультрамафит-вдафитового вещества преимущественно в виде вулканитов, реже - в виде интрузий (интрузивно-вулканогенные пояса) либо в виде плутонов и даек (интрузивно-
дайковые яояса) того же состава, отвечающие по объему-магма тических продуктов первым (В.В.Дистлер, Г.И.Горбунов, 1984 [51] (табл.1). Рифтогенные структуры нередко наследуют гра ницы более древних палеорифтоганных систем, в пределах коте рых наиболее легко разряжаются напряжения (И.Рамберг, П.Мор ган, 1984, В.Г.Хаин, 1989).
Неоднократная активизация докембрийских никеленосных рудно-магматических систем начинается в позднем архее и прс должается в раннем протерозое и рифее и заканчивается в мезозое. Нозднеархейские сульфидные Си-*1 месторождения связаны с заложением "зеленокаменных: поясов на подвергшейся рифтогенезу маломощной протоконтинентальной коре (В.Е. Хаин, 1989) и ассоциируют с вулканогенными и интрузивными перидотит-коматитовыми комплексами (Камбалда в Австралии, месторождения пояса Абитиби в Канаде и провинции Зимбабве : Южной Африке (Н.Т.Агп«, E.G.lГiabвt , 1982; К.Конди, 1983 А.Дж.Налдретт, 1984 и др.).
В раннепротерозойскую эпоху внедряются преимущественн крупные никеленосные ультрамафит-мафитовые комплексы, связанные с инициальными рифтами с ограниченным латеральным растяжением, также контролирующими внедрение значительных масс мантийного вещества, образующих мезо- и абиссальные плутоны (Бушвельдский, Мончегорский, Нижнемамоновский и др
С возрастанием мощности коры и ее консолидации образе вались разноформационные интрузивные тела, содержащие меда никелевые и никелево-меднне месторождения в зрелых рифтовь структурах со значительным латеральным растяжением и дестр цией коры с образованием вулканогенно-интрузивных поясов, выполненных формациями трахибазальт-толеит-пикритоидного ряда, примерами такого типа месторождений являются раннещ терозойскиё месторождения печенгского типа, рифейские - д; лутского типа и мезозойские - норильского типа.
Нередко в одной и той же никеленосной провинции проя: ления рифтогенеза повторяются неоднократно. Примером являз ся провинции России: ВКМ, Карело-Кольская и Восточно-Сиби екая. В пределах ВКМ, по данным Н.М.Чернышева (1989, 1990 и др.), рифтовая система неоднократно активизировалась. Б лее древние никеленосные интрузии (2080 + 15 млн.л.) трос
няно-мамоновского комплекса контролировались региональной Лосевско-""амоновской зоной разломов, представлявшей собой инициальный палеорифт. Более поздние (2020 ± 15 млн.л.) рудоносные интрузии габбро-норитов еланьского комплекса тяготеют к более зрелой рифтогенной структуре, унаследовавшей простирание первого.
С более поздней активизацией рифтогенной системы связано внедрение толеитовых (безрудных) и субщелочных магм (Н.М. Чернышев и др., 1989).
В Карело-Кольской никеленосной провинции проявления риф-тогенеза известны в раннем протерозое, рифее и среднем палеозое (В.Н.Москалева, А.Д.Щеглов, 1989). После кратонизации в позднем архее - раннем протерозое происходит заложение'внут-риконтинентальной рифтогенной Печенга-Имандра-Варзугской системы, образованной в результате неоднократных грабенооб-разных опусканий на стыке архейских блоков (Г.И.Горбунов и др., 1984). В пределах Печенга-Имандра-Варзугского пояса известно несколько районов медно-никелевого оруденения.
Наиболее древний (2600 млн.лет) район (Ловно) расположен в пределах гранулитового комплекса, внутри которого к"" линзообразным телам габбро-норитов (их более 40) приурочены небольшие медно-никелевые месторождения и рудопроявления, Аллореченский (2490 + 100 млн.лет) и Мончегорский (2430+ 50 млн.лет/ райоыы приурочены к основания) рифта и содержат-крупные, средний и мелкие месторождения. Более молодые месторождения печенгские (1720+30 млн.лет) имеют наиболее крупные запасы [4, I0J(Г.И.Горбунов, 1984, 1985). Таким образом, на протяжении почти миллиарда лет увеличивается концентрация медно-никелевого рудного вещества в месторождениях Кольского полуострова, связанная с образованием все божа зр лых рифтогенных систем. исключено переотложение (регенерация) рудного вещества древних образований в процессе формирования более молодых со все увеличивающейся концентрацией.
С более поздними (рифек, средний палеозой) фазами риф-тогенеза Кольского полуострова связаны дайки пикритов и массивы щелочно-ультраосновных пород и нефелиновых сиенитов (В.Н.Москалева, А.Д.Щеглов,'М.П.Орлова, 1993 и др.).
Восточно-Сибирскую никеленосную провинцию (рис. I ) контролирует аномальный блок земной коры, обладающий, повышенной подвижностью на протяжении всей истории его развития с характерной для рифтогенных систем глубинной структурой (B.C.Голубков, 1984; В.В.Дистлер и др., 1988) [II, 12, 41, 46]. Этот блок отделен мантийными разломами от Тунгусского и Таймырского блоков, имеющих типичное платформенное строение. Норильский блок является частью более крупной палео-рифтогенной системы, что отчетливо иллюстрируется сейсмо-геологическим профилем Дик с он-Хилок [55]. Для нее характерны высокоградиентные прогибы в фундаменте, выполненные мощными (до 15 км) толщами осадочно-вулканогенных пород, гор-сто-грабеновое строение и большая плотность разломов (с присутствием мантийных) земной коры; повышенная мощность "базальтового" слоя; большой объем извергнутового мантийного вещества; присутствие промежуточного (между корой и мантией) слоя с повышенной против коры скоростью продольных ~ волн ( Vp =7,3 км/сек). Выявление рифтогенных систем такого типа является одной из главных предпосылок для прогнозирования никеленосных провинций. ~
В пределах Норильского района неоднократно возобновлялось рифтоообразование. Первая фаза его относится к рифею (возможно раннему протерозою?), когда накапливались грубо-кластические вулканогенннгерригенные образования и толщи толеитовых, трахибагальтовых и пикритоидных формаций [5б] общей мощностью более 5 км, вскрытых в Игарском поднятии. В следующую девонскую рифтогенную фазу образовались узкие субпараллельные впадины (Норильская, Хатангская и др.) се- -веро-восточного простирания, содержащие пласты солей и сульфатов. Сводово-глыбовые движения визейского века привели к образованию Низшетунгусского присводового прогиба с крупными запасами высокометаморфизованных углей. После позднепа-леозойского сжатия в раннем триасе происходит реактивации рифтогенной системы, предопределившей благоприятные условия для образования NL-Cu. месторождений. Аналогичная обета-" новка в Юшой Африке характеризуется образованием сети рифтов в мезозое, выполненных вулканитами l^appy, где известны никелевр-медные месторождения (Инсизва), сходные с Норильск!»
Ш. Петрологические особенности промышленно-рудоносных интрузий норильского типа. Гипотеза единой исходной магам и ее фракционирования в камера интрузий поддерживается многими исследователями, в том числе и для интрузий норильского типа.
М.Н.Годлевский (1959) считал, что интрузии норильского типа сформировала магма перидотитового состаза, раскисленная при ассимиляции боковых пород. Позднее он пришел к выводу, что эти интрузии занимают промежуточное положение между базальтом и хондритом и имеют черты более глубинных образований, чем толеиты. Возвращаясь к вопросам генезиса интрузий норильского типз И.Н.Годлевский подчеркивал двойственность их состава и в одной из последних работ написал:"Связь рудоносного магматизма с трапповнм представляется сложной и неразрешимой" (М.Н.Годлевский, 1981, стр.7). Нами неоднократно обращалось внимание на то, что интрузии норильского типа не являются производными только толеитовой магмы [ 4, 10, II, 12, 22, 25, 35]. В.В.Дистлер, О.А.Дюжиков, В.В.Золотухин и др. предполагали, что исходная магма возникла за счет более полного плавления мантийного субстрата и близка пикритовой (или перидотит-коматитовой). По мнению А.А.Маракушева (1981) и В.В.Рябова (1990) никеленосные интрузии образовались в результате внедрения в камеру двух несмешивающихся расплавов: пикритоидного и толеит-базальтового, подвергшихся ликвашонно! (^жидно-магматической) диффервнтиапин нз глубине.
Однако до сих пор интрузии;норильского;типа относят к производным толеитовой ("трзпповой") магмы, а горизонты уль-трамафитов в них считают образовавшимися в результате ее кристаллизационно-гравиташонной дифференциации.
Анализ тлевшихся и вновь полученных данных позволяет придти к иному выводу, для обоснования которого приведем краткое описание разреза (сверху-вниз), одной из наиболее продуктивных интрузий - Талнахской (район Октябрьского месторождения) .
I. В верхней части разреза располагаются гибридно-мета-соматические породы, образованные при контаминации боковых пород, постепенно переходящие в габбро-диориты со шлирами и линзами диорит-пегматитов и лейкогаббро (вверху). Мощность
горизонта от 10 до 100 м и более. Мощность шлиров и линз от I до 8 м, реже до 40 м.
2. Габбро-долериты и долериты, вверху горизонта с кварцем (без оливина), внизу с редким иддингситизированным оливином, сильно амфиболизированные и альбитизированные. Мощность - 25-120 м, реже больше.
3."Пикритовые" габбро-долериты зонального (по вертикали) строения. Средняя часть горизонта с преобладанием сер-пентинизированных плагиооливинитов, плагиоверлитов, переходит выше и ниже в меланотроктолиты, габбро-троктолиты и оливиновые габбро-долериты со свежим оливином. Иногда имеет ся несколько горизонтов чередования перечисленных пород (рис.2). Мощность варьирует от 20 до 80 м. К горизонту приурочена богатая интерстиционная и "каплевидная" пентландар-
. халькопирит-дирротиновая довольно равномерно распределешш вкрапленность от 0,1 мм до 2-5 см.
4. Габбро-долериты {"такситовые"), сложенные оливино-выми, реже безоливиновыш разновидностями. В них содержатся реликтовые участки плагиооливинитов, плагиоверлитов, мелан) троктолитов, троктолит-долеритов, аналогичных предыдущему горизонту, размером от 0,1 см до 2 м. Мощность - от ЗО до 60 м. Весь горизонт содержит неравномерно распределенную ~ сульфидную вкрапленность неправильной формы (0,5-5 см) тог ке состава; иногда небольшие прожилки, но с большим количе ством пентландита и халькопирита.
5. Контактовые мелкокристаллические оливинсодержащие долериты с сульфидной вкрапленностью. Мощность горизонта 1-3 м, реже до 25 м.
В кровле интрузии местами располагаются эруптивные брекчии до 25 м мощности, свидетельствующие о богатстве-м; мы летучими, а в верхней части прерывистые горизонты (0,55 м до 40 м) ультрамафитов ("пикритовых" габбро-долеритов и перекристаллизованных ультрамафитов ("такситовых" габбр долеритов).
Как четвертый так и третий горизонты неоднородны по структуре и составу, что обусловлено чередованием меланок товых и лейкократовых разновидностей пород. Неравномерно-зернистая текстура характерна и для пикритовых габбро-до;
лстья ü py-oü-icnirí (To^ur:r2
Никелзво
a s н а я
Олншшит-Сворлят)-
габброзая
Норильский tá • Lv , £о>-а . _j_y¿c____
Tv (от РЧ, до -i? >,
| аярадогпт-пароксеюл-а^рзт^ J габб_ теая
1 v ....... ............ ~
ДулутсктЯ
»V
. Tí , Tí
VX . uff
T« . и , 1>£T . в
—--+
Xoüojümu, лентовидные тааа ~4-Э ¡ Лод-олита» сидлн, штоки, дайкл R
и т о в н й
гиитовнй
зссальныэ 1 Мез<&цесавъшв
70 - 360 и 25 - 60$
7,5 25-30
¡5 - 8; И - 25 О, 12 - 4.Б 32-44 титанистый аатит хромистый авгит
п а 0 и
до 1500 ü
25.- 50? 7 Т 28
23 -~40
6 - 19
■Г ~
35 - 40 до 60
аагпт
хромистый авгит
а л ь а ы е
-, pi, а.
i лянзн вкрапленных б ; брекчия, лин-;ты массивных руд знтактах
Отсутствуют
i, cu, Со, В
ti, trb, рх , pese а ¡Хяаоты к линзы вкрапленных руд , Пласты, линзы вкрапленных и
Линза, пласты, столбы,иток-верки вкрапленных руд в в интрузиях в coi . пб0 . nvfi , прочьткоьо-зкрапленнаг руд
pese в Чх ; жялы. лянзы,"01Ь- oi . Tv , К\> , в íx , та . ve , эх
сеты"»маасйв:щх рул з экзо- пассивных
контактах
Ш., cu, со
Pt,Fd, Ao,¿e,'ZD,Fb,Sef' le, Bi, МО и др.
руд в зкзоковтактах
CU, М.,С0,Р<3,**> g
ро, pn, C¡>, fflgt
,Te,As,Aa,As,Sb,
1 И др.
i, ср, mgt, ere
^rtfcnípyr, !,!IÍÍ"(e Si, , As" »1, Со S,,Aa),Spl, -la, iln, tt, al lí др.
3-2.5
Au,AS,Ir,Os,Bu,Hh,Cr, Ее,Te, Zn.Pb.Ae.iSi.Sn.üo
po
теллуриды,
va, Bi, Со, Fd, S
! Pt,Ir,03,Eu,Au,Te,Se, So, jBi,Sn,As,Eg,Uo
,cp,pa,Cu,ost, ШЫ (вяоиутадн,. cp.po.pn.pjr, MtlM «уриды, арсеналы) j (c
а др.
г - 3
i - 5
з рифты
згешше системы)
2 (от I до 10)
tt, abe,chl,bo.nl, -:pl,ebi,pyr,t tal, spl, gln, pjrr, ae, 10n, iln,crt,df, карбиды Si и W ! 6Xt ж др.
0,5 (oí 0,1 до I) T 0,5 (до I)
2-4
2.5 - 10
в.5
12,5
3,5 - 4,5 ?
ЙНИЦЛЗЛЫШЗ рифты
Зрелые рафтогенные система
и2 л-в (Каула.Прома-оо, Се-.'ллатка) Кана-сясо Унгава (Ко8~
Систеин разрывов вдоль но- Пересечения крупных разло-логой поверх >ста архз5ских иов М0Л:Жля но участках сои протврэлоЕсгах субгорл- ¡ адо^а^ ппзетн к подаптай. зойталышх сдвигов, зона дробления
валов и мульд, складок в
. контра шшиныалвади;
тарао (Алексо, Сот-
Кольск:П п-в (?.',0!иа-Иад, ' Зосточвая Сибпрь (Норильск, Солча. Наттлс; »¿sopona а : Талнах, ЧЭрногоракоа. Йаанг-Пайскив тундры); Daias Аф- : ^ " др.) В».А«рака (Кнсизва)
Дондо ;альд) з прешиит рика (Букввльд), Канада
(Садбери) и др.
>аниом; сильная деструклия коры (горсто-грзбеновоо строено); высокая плотность разяогмв (корозых а аая-¡ол:лонная мощность базальтового слоя; круш'шэ гразн^ацнонные анталпи, значительные объемы извергнутых соро-иантаПная екзеь". Зоны протяаеших ( 0,5 - 2 ткс. кгл) сквозьяорйвих разломов м^зау блоками с шаш разломи
етеекпо зоны сколь-полоотя отслоешш, н синклинальные и чяаз с рц. ¡разам на
Зоны перзеечения разломов разного порядка, сдвиги, зоны дробления вдмь горизонтальных швов
Сеэзрная Америка (Дулут-Мзняеиакс Да?ка-Роуд, Уотврхея и др.)
:алькоп;;р2Т, vi - виолардт. crt-хромит, са -. te -зиганит, -тронют. «-талиал». 1 iTi. a, 6d - "упиты. % -олзвикитн, ^ -ппрокевна-:нтц, -"габбро. Tí -габбро-троктолигн, 'эббрй-!ыор;1Т1!, L4 -леПг.огаббро, coi -пяе-
I, о-} -олаванопое габбро ( з1 яг &~Т(Ж), -андизи-'озая, а -даздтоэдл, г -р^оллтоззя, В х)алларечз!:зкая нод$ср.;а)ря} -
ритов, которые отличаются от такситовых лишь меньшей степенью дебазификации. Широко варьирует состав горизонтов пик-ритовых габбро-долеритов. Б частности количество магнезии в них изменяется от II до 30$. Породы состоят из различных участков с неоднородной структурой. Сложены они длагиооли-винитами с характерной яанидиоморфно>зернистой или петельчатой (при сильной серпентинизации) структурой, плагиовер-литами с пойкилитовой структурой и чередующимися с ними участками меланократовых габброидоз (меланотроктолиты, габ-бро-троктолиты, оливиновое габбро), характеризующихсяофи-то-коккитовой, габбровой, габбро-офитовой и призматически-зернистой структурами. Габброидные участки образуют в пла- ~ гиооливинитах.неправильные, линзовидные, жилоподобные и шли-ровидные обособления. Иногда/ наоборот ультрамафиты образуют реликты среди габброидов. . ..
В целом в горизонтах 'пикритовых" габбро-долеритов интрузий норильского типа (как верхних, так и нижних) имеется" " симметричная зональность от их центральной части с уменьшением основности пород вниз и вверх, что связано с последовательным воздействием толеитовой магмы на первичные ультрамафиты. Вторичные габброиды являются продуктом дебазифи-кации ультрамафитов и располагаются преимущественно между ультрамафитами и ортомагматическими габброидами (рис.2).
Одной из наиболее характерных особенностей интрузий " норильского типа является присутствие в них реликтов перидотитов (платнооливинитов, реже плагиоверлитов) близких по составу перидотитовым коматиитам С 44, 55, 58]. Плагиодери-дотиты высокомагнезиальны (в среднем 26 мае.% ИдО , в отдельных пробах до 30 мас.$), имеют повышенное количество-хрома (до 0,8-1 мае.% СГ2О3 ), пониженное содержание щелочей (менее 1,5 мас.$ в сумме), окиси алюминия (6-8 мао.%) -и титана (0,5-0,6 мас.#) и недосыщены кремнекислотой (37,038,5 мас.$). Меньшее в сравнении с перидотитовыми коматии-тами отношение СаО/А1г (0,7) связано с начавшейся габброизацией. Реликты плагиооливинитов свидетельствуют о том, что ультрамафиты составляли более значительную часть интрудирующей магмы.
Сходство пикритовых гафбро-долеритов и эффузивных пик-
ритов Норильской провинции с коматиитами отмечалось ранее О.А.Дюжиковым и В.В.Дистлером (1981), Г.Н.Старицаной (1983) и В.В.Золотухиным (1984).
Как следует из вышеприведенного описания рудоносной интрузии, четкой кристаллизационной дифференциации в ней прослеживается. Богатые оливином .породы "пикритовые"габбр долериты в том числе плагиооливиниты (плагиоверлиты) при урочены к ее нижней части, где располагаются среди мелано троктолитов и габбро-троктолитов (рис. 2) и к верхней час ти интрузии в виде линз и прерывистых горизонтов. Плагиооливиниты и плагиоверлиты содержат плагиоклаз (8-12$) ряда бито&т-анортит, образующий крупные таблицы с нечетки!* контурами, вдающимися в оливин. Появление анортита может происходить при реакции базальта с дунитом (А.Е.Рингвуд, 1981). К признакам перекристаллизации горизонта "пикритов! габбро-долеритов относится их свежесть, неравномернозерш тость (участки от мелкозернистых до пегматоидных), перес( чение жилками габброидов, наличие реликтов серпентинизир! ванных оливинитов среди свежих меланотроктолитов. - •
О взаимодействии разноглубинных магм в процессе пода ма к поверхности свидетельствуют петрохимическая, минера: гическая и геохимическая дискретность горизонтов ультрам; фитов и габброидов. На петрохимическом уровне их дискретность иллюстрируется диаграммами А.Н.Заварицкого АРМ ] А - Б [44, 45, 54, 55] (рис.3), на которых отчетливо фи руются разобщенные поля точек, отвечающие этим породам. ; минералогическом уровне изучения вещества о взаимодейств двух магм свидетельствуют присутствующие в породах парат незисы минералов: глубинный(хромит, хризолит и форстерит хромистый авгит, ортопироксен и небольшоеколичество(8-12% анортита) и менее глубинный (магнетит, гиалосидерит, титанистый авгит, Лабрадор), первый из которых близок по составу минералам из ультрамафитовых включений в кимберлитах, второй - породам интрузий долеритов.
Гетерогенность магмы подчеркивается совмещением в "л ритовых" габбро-долеритах зеленого хромистого ( Сг^з около I мае.?, ТЮ2 - до 0,5 мае.?) и коричневого тит нистого ( Т102- 0,6-0,9 мае.?, Сг203 до 0,4 мае.?) нопироксенов с расплавными включениями,- встречающимися I
хромистых клинопироксенах в 4-5 раз чаще, чем в титанистых. Расллавные включения в хромистых клинопироксенах [44, 48] имеют постоянное соотношение фаз (42$ силиката, 43$ стекла, 5% рудного минерала). В титанистых клинопироксенах постоянства фаз не наблюдается (70-90 отн.$ стекла, З-Зо отн.$ рудного минерала, 5-50 отн. % углекилоты), что позволяет • допустить возможность кристаллизации первого из гомогенного, второго из гетерогенного расплава. В последнем случае, при резком понижении температуры, произошла дегазация.
Различные температуры гомогенизации и флюидонасыщен-ность расплавных вклочений в клинопироксенах позволяет говорить о самостоятельности магм из которых они кристаллизовались [44]. Весьма показателен также состав титанистого клинопироксена, образующего кайму вокруг хромистого в пикри-товых габбро-долеритах, где он имеет резко повышенную тита-нистость (среднее содержание тю 2 - 0,9 мас.$). В габбро-идах (оливиновых, оливинседержащих" и "такситовых" габбро-долеритах) , где преобладает титанистый (коричневый) клино-пироксен, содержание титана в нем ниже (0,58-0,70 тс.%) [45]. В случае кристаллизационной дифференциации единой" магмы при постепенной смене состава клинопироксена наибольшее количество титана следовало ожидать в конце кристаллизации в габброидах, а не в ультрамафитах [ 46]. Кроме того, в габброидах резко меняется состав минералов. В оливине и клинопироксене повышается нелезистость; не кристаллизуются ромбический пироксен и хромшпинелид, мельчайшая (до 0,05 мм) сульфидная вкрапленность по объему и составу (преимущественно пирротин, пирит) аналогична таковой в толеитовых базальтах (и долеритах) планеты [45, 55].
Важными для решения вопросов происхождения никеленос-ных формаций являются сведения о хромшлинелидах, состав которых в интрузиях норильского типа изменяется дискретно от ультрамафитов к габброидам. В горизонтах "пикритовых" габбро-долеритов содержится максимум хромита в виде двух его разновидностей, один - с повышенными хромистостью ( СГ2О3 до 44,3%), магнезиальностью, глиноземистостью и второй - обогащенный железом и титаном (А.Д.Генкин' и др., 1979). Наиболее магнезиальные хромиты и их максимумы рас-
полагаются в средних частях этих горизонтов, в краевых чг тях хромшпинелиды подверглись интенсивному метаморфизму I накоплением железа и титана и выносом хрома под влиянием толеитовой магмы.
В габброидах низкохромистый шпинелид ( СГ2О3 до 4 мае.?; М.Б.Куделина и др., 1983) присутствует только узкой зоне оливиновых габбро-долеритов, вблизи границы с "дикритовыми" габбро-долеритами. На некотором удалении о этой зоны е оливинсодержащих и безоливиновых долеритах кристаллизовался только магнетит (с сотыми долями хрома) Дискретность состава ультрамафитов и мафитов подчеркивав ся их геохимическими особенностями (М.Н.Годлевский, 195£ "Пикритовые" габбро-долериты характеризуются повышенны?,к значениями хрома, никеля, кобальта, меди, серебра, золи платиноидов, в том числе редких ( Оя, 1г , Ни ) [53] и резким обеднением их титаном, ванадием, цирконием, литие что свойственно типичным ультрамафитам. В то же - время гг броиды (оливинеодержащие, безоливиновые габбро-долериты! имеют на порядок и более низкие содержания элементов не] группы и повышенные - второй, что характерно для обычны: долеритов.
Дискретность в содержании хрома подчеркивается Сг/ отношениями, впервые выявленными Г.В.Нестеренко и А.И.А мухомедовым (1973), повышенными в "пикритовых" габбро-д ритах интрузий норильского типа (170-173), в то же врем как в оливинсодержащих и безоливиновых долеритах они ре понижены (1,0-3,6), как и в обычных долеритах (1,1-1,5 3,6).
Для реликтов ультрамафитов (Талнахская интрузия) х терно распределение РЗЗ близкое хондритовому ( 1Ъ/Бт Ьа/Бт ~ 1 ) с практически горизонтальной линией их нор рованных содержаний. Габброиды, образовавшиеся по ультр мафитам и габбро-долериты верхней части интрузии имеют лее высокую концентрацию лантаноидов, но неодинаковое I распределение. Вторичные габброиды ("такситовые габбро-лериты") несколько обогащены средними и легкими РЗЭ и 1 ют слабое фракционирование тяжелых, что приближает их ] плагиооливинитам. Верхние габброиды (безоливиновые и о.
содержащие) характеризуются более значительным обогащением средними лантаноидами, а также большим фракционированием тяжелых [59]. При кристаллизационной дифференциации 1а а1-би нарастает направленное обогащение легкими лантаноидами без существенного роста их суммы (Ю.А.Балашов, 1985).'В Талнахской же интрузии от ультра основных пород к основным резко увеличивается сумма РЗЭ, а также меняется их относительное распределение.
Отношения 8?зг/863г , изученные нами совместно с Ю.П.Шергиной для пород Талнахской интрузии, имеют не одинаковые значения для вв разных горизонтов. В целом все они повышены против современных соотношений изотопов в мантии (13г = 0,70475 , Ю.А.Балашев, 1985). Максимальные значения (до 0,7171) имеют породы горизонта габбро-диоритов, отражающие, видимо, коровую контаминацию. Различаются по соотношениям изотопов стронция также габброиды (верхние и нижние) и породы горизонта "пикритовых" габбро-долеритов, что может указывать на различные источники мантийного вещества для пород отдельных горизонтов интрузии и отражать сложные условия их становления. По мнению Ю.А.Балашова (1985), аналогичные изменения свидетельствуют о многоэтапном заполнении камер интрузий.
В связи с вышеизложенным предполагается образование никеленосных массивов более сложным путем, чем это представлялось ранее. Видимо, они имеют разноглубинный источник. Вероятно отделение высокомагнезиальных расплавов, близких пери-дотит-коматиитовому составу с сульфидами, при значительных давлениях в результате высокой степени (до 50$) (А.А.Кадик и др., 1990) плавления вещества мантии и взаимодействующих с ними тодеитовых магм, отделившихся на ее меньших глубинах.
Необходимо признать, что имеется тесная изначальная связь сульфидного медно-никелевого оруденения с ультрамафи-товой составляющей магматических формаций, хотя это иногда затушевано последующими процессами. В главнейших никеленосных провинциях сульфидные медно-никелевые месторождения тесно ассоциируют исключительно с ультрамафитами (дунитами, перидотитами, перидотитовыми коматиитами), особенно формировавшимися в позднеархейском и раннепротврозойском акронах (к ним
относятся западно-австралийский, печенгский, аллареченски{ и частично мончегорски11 типы месторождений). При ассоциащ крупных месторождений с габброидами, последние образуются по ультрамафитаад иимеют вторичную природу. Это перекриста) лизованные породы, "унаследовавшие" сульфидное оруденение и образовавшиеся в результате дебазификации рудоносных ул] трамафитов под воздействием, главным образом^ базальтовой магмы.
Примеры дебазификации известны для никеленосных интр; зивов Печенги (Ю.И.Вишневская), ВКМ (Н.М.Чернышов, А.Н. Плаксенко и др.), Северного Прибайкалья (А.А.Рябченко), С г бери и других регионов, в которых среди габброидов имеюто реликты (или ксенолиты) перидотитов, оливинитов, дунитов, перидотитовых коматиитов.
Примером дебазификации ультрамафитов являются интруз; вы норильского типа (Талнахский, Норильск I, Имангдинский и др.), в которых богатое вкрапленное оруденение приуроче] к так называемым "пикритовым" и "такситовым" габбро-доле-ритам, содержащим реликты ультрамафитов (плагиооливиниты, плагиоверлиты), иногда с сидеронитовой вкрапленностью сул фидов (Е.Н.Суханова, 1964). "Пикритовые" габбро-долериты состоят из пестрой серии пород. Кроме мелкокристаллически плагиоперидотитов в них наблюдаются меланократовые трокто литы и более крупнокристаллические габбро-троктолиты, тро. толиты и оливиновые габбро-долериты. "Такситовые" габбро-долериты состоят из пород с еще более широкими вариациями состава и размера кристаллов (вплоть до пегматоидных разновидностей) от плагиоперидотита до- безоливинового долери та, что является (в обоих горизонтах) следствием неравномерности перекристаллизации.
Дебазификации ультрамафитов, перекристаллизованных в "такситовые" габбро-долериты и "талнахиты" убедительно обоснована В.В.Золотухиным (1964) и другими. По его мнени превращение "пикритовых" габбро-долеритов в "такситовые" происходило в результате метасоматоза, приводящего к пре образованию вплоть до анортозитоподобных пород. Замещених способствовали флюиды ^0, Н2, СС^, СН4, Нг3 • 01 , г тяжелые углеводороды и другие, следы которых зафиксировав
в процессе изучения рас плавных [ 43 J газово-жидких и газовых включений в оливинах, пироксенах и плагиоклазах (E.H. Булгакова, 1971, В.С.Аллонов, И.Н.Горяинов,, 1973, Д.А.Додин и др., 1987, В.В.Золотухин и др., 1988 и др.).
В "пикритовых" и "такситовых" габбро-долеритах кристаллы оливина претерпевают грануляцию, распадаясь на мелкие зерна, вплоть до образования гранобластовых структур. Образуется свежие мелкие зерна оливина ( Ра14_26 ), в то же время как в рели^-ктах плагиооливинитов они крупнее, более магнезиального состава ( ) и существенно замещены
серпентинитом и" тальком. В "пикритовых" габбро-долеритах, как отмечал Н.М.Годлевский, ортопироксен образует реакци- " онные каймы вокруг' оплавленных кристаллов оливина, что подчеркивает неравновесность кристаллизации минералов относительно расплава. Образование сложной магматической системы"' при смешении расширяет диапазон вариаций состава пород и минералов, как это и наблюдается в интрузиях норильского типа.
Дебазификация ультрамафитов, видимо, происходила'не только в "современной" камере интрузивов, но и придвижении -в каналах и промежуточных очагах на уровне кора-мантия и выше в земной коре, при воздействии на них толеитовой магмы,"' способствовавшей, видимо, в Норильском районе также и выносу ультрамафитов к поверхности.
Экспериментальные исследования А.А.Кадика и др. (1990) показали, что базальт способен интенсивно взаимодействовать с породами различного состава, особенно на значительных глубинах. "
Состав глубинного ультраосновного рудоносного мантийного вещества затушеван последующими- процессами перекристаллизации под воздействием толеитовой магмы и сквозьмагматических флюидов, поэтому перекристаллизованные породы часто принимаются за первично-магматические образования.
Данные о близком петрохимическом, минералогическом и геохимическом составе ультрамафитов (и йх реликтов) в нике-леносных формациях (табл.1) свидетельствуют об изначально'' близких петрологических процессах, связанных с выплавлением однотипных ультраосновных магм [50, 5lJ. Однако последующая их неодинаковая эволюция способствовала проявлению разных по
составу никеленосных формаций в земной коре.
Не исключено также, что процессы выплавления магм бы. разорваны во времени и ультрамафиты интрузий норильского типа могли быть заимствованы при регенерации докембрийски никеленосных формаций под влиянием энергоемких флюидно-ма матических процессов в раннем- триасе [ 5б].
1У. Источники рудного вещества. Рудное вещество суль фидных си-Я1 месторождений связано преимущественно сгл бинными магматическими источниками и определяется рудно-г охимической специализацией разных глубин мантии. Для их уточнения используются разработки А.Д.Щеглова и Н.И.Говор (1985), которые обосновали зональность-в распределении ру ных элементов для различных уровней тектоносферы Земли.
Слой тектоносферы, располагающийся на глубинах свыше 400 км, по их мнению является гранатитовым. Характерным с ством гранатитовых структур является способность растворя летучие компоненты ( Н^О , Р , Р , В , С , Л и ж изоморфно входящие при высоких давлениях (свыше 100 кбар) состав кремнекислородаых каркасов (Л.Л.Перчук, 1973, А.Э. Рингвуд, 1981). Поэтому гранатитовый слой может рассматрр оя как главный источник летучих компонентов, участвующих процессах рудообразования. Рудная специализация этого слс представлена самородными металлами, в том числе осмием, I дием, рутением, молибденом, вольфрамом и другими.
Присутствие перечисленных платиноидов в медно-никел; месторождениях в повышенных количествах свидетельствует •< возможном извлечении их с весьма глубоких (около 500 км) ризонтов мантии с помощью флюидов, которыми богаты эти г. бины. Это возможно в разуплотненных раздвяговых зонах с ^ центрированным притоком энергии и мантийного вещества из боких горизонтов мантии.
Концентрация тугоплавких редких платиноидов ( Оа , : Ей ) во вкрапленных рудах интрузий норильского типа со: рима с их содержанием в дунитах и хромиэдтах концентриче зональных ультрамафитовых комплексов клинопироксенит-дун вой формации, что может свидетельствовать о сходстве их ■.воначальной природа образования, затушеванной последующ процессами при продвижении к поверхности [55].
В вышележащих слоях тектоносферы до глубин 220 км предполагается развитие перидотитовМсалийсодержащих эклогитов с алмазом (А.Д.Щеглов, Н.И.Говоров, 1985; А.Д.Харькив,1985). Рудная специализация этого слоя определяется присутствием самородных металлов: золота, серебра, платины, палладия, сульфидов железа, меди, калия, никеля, кобальта и др., слагающих и основную часть руд сульфидных медно-никелевых месторождений. Устойчивая сходная рудная ассоциация метеоритов и медно-никелевых руд образовалась в момент зарождения и формирования планет земной группы и в дальнейшем могла мобилизоваться лишь в процессе магмообразования (А.П.Лихачев, 1984 и др.) на определенных глубинах мантии. Большая часть из эипс элементов имеет высокое химическое сродство к водородучЧМараку-шев, 1979), поэтому самостоятельная фракция никеленосных сульфидов может сущеатвовать в мантийных восстановительных условиях при недостатке кислорода. Кроме того, в медно-никелевых месторождениях присутствуют элементы, характерные для меньших глубин мантии: олово, свинец, висмут, сурьма, мышьяк и другие, соединения которых с платиноидами образуются при' участки флюида, богатого, в частности, хлором (Генкин,1988). Существенная роль летучих в переносе ЭПГ подчеркивается при формировании платиновых месторождений Стиллуотера и Бушвель-да (M.A.Mathex et al., 1985 и др.). Все это позволяет пред--положить сложную эеолюцию сульфидных руд никеля, меди и платиноидов и вмещающих их мафит-ультрамафитовых интрузий с безусловным участием мантийного флюида, зародившегося в вос-~ становительных условиях и способствовавшего экстракции, выносу с глубин к поверхности рудных компонентов и особенно благородных металлов ОПТ, Au f Ag и др.). Летучие компоненты снижают температуру плавления, а также экстрагируют -многие металлы из расплавов. Преобладание во
флюиде COg и других кислотных компонентов, судя по вклнь чениям в минералах (Е.Н.Булгакова, 1971, Й.Н.Горяинов, B.C. Аллонов, 1973, Д.А.Додин и др., 1987 и др.) пород интрузий норильского типа, увеличивает основность выплавок и содержание в них рудного (сульфидного) вещества, вследствие смещения состава эвтектики в сторону основных фаз. Важная роль при образовании руд принадлежит составу первичного субстрата
и экстрагирующей способности флюида. Если исходный субстрг беден рудной фракцией, то в процессе генерации магмы рудш компоненты будут рассеиваться в породообразующих минерала; (оливине, ортопироксене), препятствуя образованию рудных I центраций, если же такая фракция существенна, то рудное в< ство будет накапливаться в виде расплава (И.Я.Некрасов, Н Горбачев, 1979). Степень плавления мантийных пород и сост; выплавок с глубиной (по мере увеличения давления и темпер; туры) изменяется от толеитов, через магнезиальные базальт] до ультрамафитов (дикритов, леридотитовых коматиитов), об: щенных флюидами и рудными элементами. Имеющиеся экспериме) тальные данные свидетельствуют о существенной растворимое С02 40 мае.?), а также СО и СН4 в ультрабазитовых магм; (Ю.А.Литвин, 1991).
Таким образом, рудная нагрузка флюидов и магм определяется рудно-геохимической специализацией слоя твктоносфе; где происходит их генерация. При совмещении диапиров, вза: действии магм и флюидов различной глубины зарождения с ха. терными для них особенностями, могут возникнуть смешанные магмы и сложные рудные месторождения, каковыми и являются месторождения норильского типа, имеющими рудную специализ цию, свойственную различным оболочкам тектоносферы Земли. При определенной степени пдавления вещества мантии на раз ных ее глубинах магмой захватывалась" сульфидная фракция, ражающая геохимическую специфику разноглубинных мантийных резервуаров. Не случайно минералы и породы, производные т леит-базальтовых магм планеты (В.А.Вахрушев, 1978), в том числе огромные массы толеитов Сибирской платформы, содерж только мельчайшие (0,05 мм) выделения сульфидов, однообра по составу (преимущественно безникелевый пирротин) в незн чительном количестве (0,05-0,1?). Близкие по составу вклк ния сульфидов присутствуют и в аклогитах, правда, в неско ко большем количестве, судя по включениям последних в кш/ берлитах ЧЗ.В.Дистлер и др., 1987; Г.П.Буланова и др.,192 В то же время в породах и минералах ультрамафитовых включ в кимберлитах количество и размеры сульфидных выделений в порядок (и более) выше, а состав значительно разнообразие (В.А.Вахрушев, 1978; В.В.Дистлер, и др.", 1987; В.К.ГараЕ
и др., 1988; Г.П.Буланова и др., 1990). Сульфиды в них представлены высоконикелисмши пирротином и лёнтландитом, джер-фишеритом и другими минералами. Нередко сростки пирротина и пентландита устанавливаются в африканских и якутских алмазах (В.Е.Шарп и Г.П.Буланова), что подчеркивает распространенность никелевых сульфидов на уровне генерации последних. Это свидетельствует о более высокой концентрации сульфидного вещества в глубинах мантии, с которых выносились ультрамафи-товые ксенолиты кимберлитов и алмазы, а также соизмеримом с ними по глубине источнике никеленосных расплавов, большей против глубины зарождения безрудных толеитовых магм. По данным экспериментальных исследований коматиитовые расплавы, содержащие 30-32 иа.о.% MgO можно получить при плавлении мантийного перидотита при высоких давлениях 35-40 кбар (A.B. Гирнис и др., 1987, И.Д.Рябчиков, 1992).
Рудное вещество сульфидных Cu-Iti - месторождений было изначально рассеяно в глубинах мантии (А.П.Лихачев, 1980, X. Конди, 1983, А.Дж.Налдретт, 1984, В.В.Дистлер, 1985 и др.) и не смешивалось с силикатным.
Эффект диспергирования сульфидов, судя по экспериментам А.П.Лихачева (1981) нарастает с увеличением температуры. Сульфидная жидкость распыляется в силикатном расплаве и при тем^ лературе 1400-1500° удерживается в нем во взвешенном состоянии в количестве до 15$ и более и вместе с ним поднимается в верхние горизонты коры. При понижении температуры сульфиды укрупняются, приобретая каплевидную форму. В возможных промежуточных очагах сульфиды "сливаются" в более крупные обособления, которые перемещаясь вслед за магмой в виде самостоя--тельного сульфидного расплава (В.В.Дистлер, 1985 и др.), образуют крупные Cu-ii месторождения.
В связи с обогащением сульфидов норильских месторовдений изотопом 5 s'* до 12-16 %о , было высказано предположение об ассимилляции коровой серы (Л.Н.Гриненко и др., 1974,1990). Однако проблематичность образования месторождений при ассимилляции серы из пород коры, при отсутствии мантийных сульфидов, обсуждалась В.В.Золотухиным, Б.В.Олейниковым, В.В.Дис-тлером, А.П.Лихачевым, Д.В.Полферовым и автором доклада[33]. Нами получены данные по изотопному составу серы из сульфидов медно-никелевого месторождения горы Зуб, расположенного в
Норильском районе. Никеленосная интрузия Горы Зуб ассимилировала осадочные породы девона с образованием мощного (оке ло 100 м) горизонта кислых гибридных пород (Годлевский, 15 Именно здесь можно было бы ожидать обогащения тяжелым изотс пом серы за счет сульфатов девона. Однако среднее значение 5 & для сульфидов горы Зуб (шесть анализов) составляет +2,7 % с диапазоном вариаций от +1,8 до +4,1 % , что укг зывает на близость к метеоритной сере [ 33].
Судя ло сходству рудной асспциации медно-никелевых cyJ фидных месторождений и метеоритов - исходного вещества обрг зования планет земной группы - ее формирование происходило во время зарождения планет. Мобилизация сульфидного вещества в дальнейшем могла происходить в процессе магмообразования, либо частично - глубинного флюидного метасоматоза. По мнению В.В.Рябова (19Э2) флюиды обогащались тяжелым изотош серы не при ассимиляции сульфатов, а при фильтрации через земную кору восстановительных флюидов (в том числе Н^э ). По мнению Н.Н.Урваяцева в Норильском районе для сульфуриза-ции благоприятны глубокие горизонты земной коры. Высокая степень голюгенизации изотопного' состава серы в Норильска месторождениях указывает на высокие давления и температуру и могла осуществляться в промежуточном магматическом очаге (Н.Н.Урванцев, 1979). Наблюдаемые диапазоны изменений варьирующие в широких пределах, являются следствием не тол ко отражения соотношения изотопов в первичных источниках рудного вещества, но и последующих процессов, связанных с фракционированием серы в мантии (Б.В.Олейников, 1979 и др. либо с прохождением сульфидной серы через стадию окисления восстановления, что, по мнению В.М.Белого (1973), приводит к дисперсии 8 Б^4.
Рассмотрение петрологических и геодинамических особен ностей образования медно-никалевых месторождений норильско типа, а также возможного источника вщества, позволяет наме тить следующую модель их формирования (рис.1).
I. Зарождение флюидонасыщенного диапира с сульфидами никеля, платиноидами и золотом в глубинах мантии видимо по воздействием радиоактивного распада урана, тория и калия в постепенное продвижение его вверх с помощью теплового поте по разуплотненному путепроводу (Артшков, 1979).
2. Частичное плавление диапира на значительных глубинах ( ^200 км) с образованием перидотит-коматиитового расплава.
3. Подъем диапира на уровень кора-мантия.
4. Эволюция флюдцно-рудно-магматической системы с обособлением в основании подкорового резервуара сульфидного
расплава с платиноидами.
5. Частичное плавление вещества мантии на меньших ( < 200 км) глубинах с образованием толеитовой магмы.
6. Инъекции последней в промежуточные и "современные" камеры С захватом и преобразованием ультрамафитов богатых фдюидами.
7. Гравитационная отсадка книзу большей части вязкого ультрамафитового расплава (частично отжатого в верхнюю часть камеры) и сульфидных обособлений, 'а также кристаллизационная дифференциация менее вязкой толеитовой магмы в интрузивной камере с продолжающейся дебазификацией ультрамафитов.
8. Метасоматоз (и автометасоматоз) эндоконтактов интрузий и вмещающих их экзоконтактовых пород под влиянием флюидов, содержащихся в рудоносной магме, и флюидного потока, характерного для разуплотненных путепроводов рифтовых зон.
О связи с глубокими горизонтами тектоносферы Земли и взаимодействия мантийного вещества различных геохимических уровней свидетельствует петрологические и геофизические данные [55]. В основании коры Норильского региона, судя по сеймиче-ским данным располагается переходная зона с повышенной против оболочек земной коры скоростью продольных волн (7,3 км/сек), что является, видимо, следствием инъекции ультрамафитового материала (в настоящее время разуплотненного в-связи с серпентинизацией) в подкоровую часть литосферы. Мощность переходной зоны 5-10 км. Располагается она на глубинах 3243 км. Видимо на этом уровне происходило обособление и концентрация сульфидного расплава, который вмэсте с ультрама-фитовым захватывался.позднее толеитовой магмой. ....
У. Критерии прогноза сульфидных^ Си-Л месторождений; Сравнительный анализ сульфидных медно-никелевнх рудных фгор-маций земной коры, в том числе Восточно-Сибирской провинции, позволяет признать идентичность предпосылок их регионального (и частично локального) прогнозирования не зависимо от места '
и времени их проявления.
Главными из них являются структурно-тектонические, магматические, также литолого-стратиграфические критерии. Важнь также петрохимические, минералогические, метаморфические, ли тогеохимические, гидрогеохимические, геофизические и другие признаки [I, 3, 4, 6, 7, 10, 12].
Главными региональными структурными критериями поисков Си-И. месторождений являются структуры растяжения (рифтогенные системы) на континентальной коре, определяющие размеры никеленосных провинций, состав руд и масштабы рудообразования, связанные с выносом вещества со значительных глубин мантии.
Основой для выявления рифтогенных систем литосферы явля ются региональные геофизические (сейсмические, гравитационные и др.) данные, которые позволяют ограничить блоки ее с характерным для таких систем строением. Примером глубинного строения такого типа структур являются, в частности Норильский [47, 50, 55]и Ееченгский [52] районы.
К основным региональным" предпосылкам относятся долгожи-вущие мантийные магмо-рудовыводящие разломы, иногда скрытые, прослеживающиеся также по геофизическим данным вдоль сочленения блоков ( , Рй^ ) фундамента, а также разломы" сопряженные с последними, которые определяют направление никеленосных металлогенических зон [б, 7, 9, II, 12, 27, 28, 40, 52, 57].
К благоприятным предпосылкам относятся морфоструктуры центрального типа, отражающие глубинные неоднородности различного происхождения в виде проекций ослабленных зон на поверхность литосферы (Б.В.Соловьев, 1976, 1982 и Др.)А
Локальные структуры контролируют рудные районы," узлы -и месторождения. От них также зависит форма рудоносных тел, в меньшей степени состав руд. Располагаются такие структуры на пересечении разломов различных порядков, приуроченных к сочленению"пликативных структур типа"впадин," мульд и поперечных поднятий, а также к куполам, складкам, структурам проседания, где образуются зоны повышенной проницаемости (полости, трещины, зоны дробления), благоприятной для локализации рудных узлов и месторождений. Рудоносные интрузии
и месторождения располагаются часто вдоль оубгоризонтальных сдвигов, образующихся по межформационным и межъярусным поверхностям, а рудные залежи - в экзоконтактах рудоносных интрузивов, часто в прогибах их дна, либо в контракционных трещинах; вне интрузий на удалении от них до 250 мереже до первых километров (А.В.Тарасов, 1983 и др.) [~7, 10, 20, 22, 29].
Магматические критерии. Важной предпосылкой прогнозирования является наличие больших объемов -извергнутого мантийного вещества в виде вулканогенных я интрузивных формаций ультрамафит-мафитового состава (вулкано-генно-интрузивные пояса), либо в виде мощных (до 5-6 км) плутонов и даек (интрузивно-лайковые пояса), эквивалентных по масштабу излившимся вулканитам в первых [51], о чем нередко свидетельствуют крупные гравитационные аномалии (Норильский район, Трансконтинентальная аномалия США и др.). В вулкано-генно-интрузивных поясах это проявление определенного ряда вулканогенных (трахибазальтовой, толеитовой, пикритовой или перидотитовых коматиитов) и интрузивных (близких по соотаву) формаций, членами которого являются и нинеленоснне.
Одним из главных магматических критериев является тесная а ссоциация сц-М месторождений с магматическими образованиями ультрамафитового состава, конкретные проявления которых в зависимости от эволюции в процессе продвижения к поверхности и локализации в приповерхностных условиях земной коры, реализуются в виде ряда преимущественно никеленосных ультрамафят-мафитоэых формаций. Основные черты главнейших магматических формаций,' с которыми ассоциируют месторождения сульфидных си-ш. руд (с кобальтом и платиноидами), иллюстрируются таблицей I.
Для интрузий норильского типа одним из важных признаков никеленосности является наличие в них реликтов перидотитов, близких по составу перидотитовым коматиитам, что.наглядно иллюстрируется диаграммой А - з[58, 59] (рис.3). Петро-химические цризнаки рудоносности этих интрузивов выражаются в определенном сочетании петрохимических параметров [ 10, 22 28, 36 и др.] (Д.В.Полферов, 1979, Д.М.Орлов и др., 1988). Минералогическими признаками является присутствие глубинного и малоглубинного парагенезисов минералов, а также присут-
ствие двух неравновесных клинолироксенов, кристаллизовавшихся из разных расплавов, о чем свидетельствует различно количество фаз в расплавяых включениях [44, 483. Среди ге химических признаков важны данные: I) о составе малых и р ких элементов в ультрамафитах и мафитах [ 8 и др.] ; 2) ок центрации главных рудных № , Си , Сэ , ЭПГ) и сопутству щах ( Сг , Аи , , йз , Бп , Б1 , Аб , Те , Бе и Др. элементов; 3) о соотношениях малых элементов (например Сг Сг/Т1 и др.); 4) о корреляционных связях между породообразующими и малыми элементами [23]; 5) о первичных и вт ричных ореолах рассеяния [10]. Важны также данные о содер нии и распределении РЗЭ [59] и об изотопии стронция ( 8'Б 868Г ).
Отнесение к той либо иной рудной формации должно быт обосновано детальным анализом минералогии и геохимии руд, выявлением содержаний и соотношений основных рудных элеме. тов ( И1/Си ), платиноидов (РЗ/РС; Рс^/Ов+1г+Ви ) , и их распределения [ 53], а также относительного количеств второстепенных элементов ( Те, Ав , В1 , БЪ , Бв , РЬ 2п и др.), минералов и другими признаками [18, 51].
В норильских сульфидных никелево-медных месторовдени. медь преобладает над никелем, что возможно связано с боле древним ( РЕ,, Е ) ее концентратором £11, 12], откуда м в раннем триасе "переотлагалась" в сульфидные медно-никел вые руды.
Литолого-стратиграфические критерии поиска рассматриваемых месторождений обусловлены внедрением рудоносной магмы в компетентные сл бо литифицдрованные отложения, либо в субгоризонтальные и слабонаклонные межформационные (реже внутриформационные швы и сдвиги, являющиеся разделами различных сред, под пл ные экранирующие толщи. В норильском районе интрузии расп латаются в отложениях эвааоритовой глинисто-известковисто-ангидритовой формации среднего палеозоя или песчано-глини тых породах верхнего палеозоя, экранированных лавами ранн го триаса [7, II, 12, 20, 22]. В Печенгском районе рудоно> ные интрузии внедрялись в осадочно-вулканогенную печенгск; "продуктивную" серию, экранирующуюся диабазами. В Аллоре-ченском районе рудоносные массивы локализуются вдоль раз-
ломов по контакту гранито-гнейсов и амфиболитов. На границе различных сред располагаются интрузии Садбери в Канаде, Ин-сизва в ЮАР и другие [10, 22, 52].
Прямыми признаками месторождений является обнаружение богатых сульфидных С'ц-Н1 руд, а также выявление первичных ореолов рассеяния с аномально-повышенными концентрациями никеля, меди, кобальта,' "хрома, серебра, цинка и других• элементов [10] (Д.В.Полферов, 1979, В.Е.Попов, 1986 и др.).
Кроме того, важны косвенные критерии и признаки: вто-ричны'е ореолы рассеяния [ 10] (Д.В.Полферов, 1979, Л.Н.Овчинников и др. 1981, В.В.Проскуряков, 1981), шлейфы рудных валунов (В.ГЛувардинский, 1990), метаморфические [ 10]' (Б.Н.Батуев, 1971, В.В.Юдина, 1973, Д.М.Туровцев, 1986 ), гидрогеохимические (М.А.Садиков'и др., 1971, 1972, Е.Е. Кузнецов, 1978, Е.Е.Белякова и др., 1987), геофизические [ю] (Т.Н.Сироткина, 1976, В.В.Проскуряков, 1981, Ю.Я.Яковлев, 1981, Г.Г.Ремпель, 1983) и другие.
Заключение
Сульфидные медно-никелевые месторождения сходны по устойчивой ассоциации основных рудообразующих минералов (халъ-копирит-пентландит-пирротин), по тесной изначальной связи с магмой перидотит-коматиитового состава, а также по геодина-мическол обстановке их формирования, обусловленной палеориф-тогеннкми структурами континентального типа.
Неоднократная активизация никеленосных магматических систем начинается с позднего архея (2,7-2,5 млрд.лет), продолжается в раннем протерозое (2,4-1,7 млрд.лет) и рифее и заканчивается в мезозое.
I. По составу руд выделяется три ряда рудных формаций: преимущественно никелевая, медно-никелевая и никелево-мед-ная, ассоциирующие с шестью главнейшими магматическими формациями.
Никелевая рудная формация связана с формацией перидотито-вых коматиитов и оливинит-гарпбургитовой формацией соответственно западно-австралийского и аллареченского типов. Медно-никелевая рудная формация ассоциирует с габбро-верлитовой и перидотит-пироксенит-норитовой интрузивными формациями (ле-ченгский, Мончегорский типы). Никелево-медная рудная форма-
ция приурочена к га ¿бронзированной оливинит-габбровой и пе ридотит-норит-габбровой формациям (норильский и дулутский типы).
Сравнительная характеристика обстановки образования с фидных си-К1 месторождений, состава руд и рудовмещающих формашй на петрохимическом, минералогическом и геохимичес уровнях позволила сделать вывод о близости изначального с:ос тава никеленосных магм, близкого перидотит-кома тиит овому, независимо от места и времени внедрения, хотя они и прояв! лись в виде различных формаций в земной коре. Этап глубинной эволюции фяюидонасыщенного мантийного вещества ник< леносных формаций нередко затушеван последующими процесса! преобразования (смешения магм, метасоматоза, контаминаши под воздействием толеитовой магмы, -траночагматических «йлз дов и ассимиляции в земной коре.
2. Крупнейшие медно-никелевые месторождения приуроче: к палеорифтогенным системам континентальной земной коры, : ющих характерные признаки глубинного строения (глубокие п; гибы в фундаменте, насыщенность горсто-грабеновьии структ; рами и разломами, с участием мантийных, повышенная мощное "базальтового" слоя, присутствие "рифтовой подушки" и т.д Месторождения тяготеют к вулканогенно-интрузивннм (западн австралийский, печенгский, норильский, дулутский типы), л бо интрузивно-дайковым (Мончегорский, аллореченский типы) поясам [51]. Последние приурочены к крупным разломам вдол границ блоков докембрийского фундамента, иногда отвечающи корневым зонам зарождающихся рифтогенных систем.
3. Традиционные представления о никеленосных интрузи в том числе норильского типа, как о продуктах дифференциг единой толеитовой (либо пикритовой) маплы в интрузивной г мере, находятся в противоречии с полученными данными.
В интрузиях норильского типа в горизонтах "пикритовь и "такситовых" габбро-долеритов присутствуют плагиооливш и плагиоверлиты, являющиеся реликтами пород;близких по сс таву перидотитовым коматиитам. Они располагаются среди м( основных пород с неоднородной структурой, сложенных мела] кратовыми габброидами - меланотроктолитами, габбро-трокт( тами, оливиновыми габбро, тлеющими вторичную природу и ; вивагощимиоя по ультрамафитам. Кроме того, интрузивы нори.
ского типа содержат другую группу габброидов, включающих габбро-диориты, безоливиновые и оливинеодержащие долериты, резко отлтчающиеся от габброздов эиилеридотитового типа по однородной структуре и составу, сходным с обычными долери-тами, широко развитыми на платформах.
Гипотезе единой исходной магмы и ее кристаллизационной дифференциации в приповерхностных условиях противоречит дискретность горизонтов 'ультраосяозных пород и габброидов на петрохимическом, минералогическом и геохимическом уровнях,в том числе данные о различных расплавных включениях в клинопи-роксенах, о содержании и распределении РЗЭ, о дискретных первичных отношениях изотопов стронция в ультрамафитах и габ-броидах и другие данные.
4.Рудные элементы, характерные для сульфидных медно-нике-левых месторождений имеют разноглубинный источник вещества и определяются геохимической специализацией оболочек Земли, где происходило зарождение диапиров, выплавление магм и отделении флиидов.
Сульфида главнейших Си-Ы1 месторождений изначально тесно связаны с ультрамафитовой составляющей магматических формаций. В случае ассоциации руд с габброидами, последние имеют вторичный характер и образовались при дебазификации ультрамафи-тов. Этап глубинной эволюции мантийного вещества в этих случаях затушеван последующими флюидно-магматическими процессами.
Цро.мышленно-рудоносные магматические формации эволюционируют от архея до фанерозоя. ¿олее поздние никелево-медныэ формации возникают в результате смешения магм с участием трансмагматических флюидов, переносящих платиноиды из глубин мантии, -ассимиляции коровым веществом (тяжелой серы, сульфидов меди, а возможно частично и сульфидов никеля за счет более древних месторождений), что увеличивает концентрацию руд и спектр рудных элементов. Фанерозойские месторождения могут быть отнесены к полигенным, а возможно и к полихронным, в отличие от древнейших.
5. Анализ петролого-геодинамических особенностей главней- . дшх промышленно-никеленосных магматических формаций позволяет сделать вывод об идентичности региональных критериев их прогнозирования в различных провинциях. Главными из них являются структурно-тектонические, магматические и литолого-
стратиграфические; важны также локальные петрохимические, минералогические, геохимические, метаморфические, гидрогеохимические, геофизические и другие признаки. На их основе в северо-западной части Сибирской платформы выделены перспективные зоны и рудные районы, из которых впервые - %едтаймыр-ская и Дюпкунская структурно-металлогенические зоны высокой эндогенной активности от протерозоя до ныне. В этих зонах рекомендованы и ведутся геолого-съемочные и геолого-поисковые работы масштаба 1:200 ООО и 1:50 ООО ИГО "Красноярск-геолкомом". Предтаймырская зона на западе включает Норильско-Хараелахскую (с известными месторождениями), в средней части Большеавамскую и на востоке-Боярско-Дельканскую металлоге-нические зоны. В пределах ранее известной первой и вновь выделенной второй также рекомендованы и уже частично ведутся поисковые работы: В Центрально-Норильской рудной зоне (к югу от г.Норильска)[ 7]в северо-восточной части Вологочанского предполагаемого рудного района и в пределах Большеавамской м< таллогенической зоны. В Дюпкунской зоне выделено два наиболее перспективных района Анамский и Харпический [ 7, I2J, в первом из которых также ведутся геолого-съемочные работы м-ба 1:200 ООО.
6. Исследование медно-никелевых месторождений, выполненное с позиций системного подхода, выявило их многоаспектные нелинейные связи с особенностями состава и строения земной коры и мантии, отражающиеся б петрографических, летрохи-мических, геохимических (в том числе изотопных) характеристиках рудных и рудоносных формаций.
СПИСОК 0ПУБЛИК03АННЫХ РАБОТ, СОСТАВЛЯЮЩИХ ОСНОВУ ДОКЛАДА
Монографии, карты и объяснительные записки к ним
1. Металлогеническая карта северо-запада Сибирской платформы масштаба 1:500 ООО. Гл.ред. Ю.Г.Старицкий. М., Госгеод-техиздат, 1965. На 3-х л. Объяснительная записка к карте.
М., Недра, 1966. 136 с. ( зам.гл.ред.).
2. Карта геологических формаций чехла Сибирской платформы м-ба 1:1 500 ООО. Гл.ред.Н.С.Малич. Л., ВСЕГЕИ, 1976. На 9-ти л. Объяснительная записка к карте. Л. ВСЕГЕИ, 1977,
108 g. (Соавторы Н.С.Малич, Н.Н.Тазихия и др.).
3. Карта перспективной оценки минеральных ресурсов территории СССР м-ба 1:7 500 ООО. Медь. Гл.рэд.Л.Г.Павлова и др. Объяснительная записка к карте. Л., ЗСЗГЗИ, 1376. На 4-х л. (соавторы й.Г.Пазлова, й.З.Ляхншкая и др.).
4. Карта перспективной оценки минеральных ресурсов территории СССР м-ба 1:7 500 ООО. Никель, 1979. На 4-х л. Объяснительная записка к карте, 1983, ¿Г., ЗСЕГЕИ (соредакторы л соавторы Л.З.Ляхницкая, Б.М.Михайлов).
5." Тектоническая карта Сибирской платформы м-ба 1:1 500 0С0, Гл.рад. Н.С.Мзлич. На 9-ти л.Объяснительная записка к. карге.
Л., ВСЗГЗИ, 1980 (соавтора Н.С.:Далич, З.П.Иирояюк и др.).
S. Металлогеническая карта Сибирской платформы масштаба 1:2 500 ООО. Гл.ред. Н.С.Мзлич. На 6-ти л. Л., 13СЕГЗИ, 1934 (зам.глав, редактора) (соавторы З.П.Миронюк и др.).
7. Ыеталлогеническая карта сезеро-запада Сибирской платформы м-ба 1:500 ООО. Гл.ред.Н.С.Ыалич. На 16-ти л. Объяснительная записка к карта. 1987, 149 е., Л. ЗСЕГЗИ (зам.гл.редактора). Соавторы Н.С.Малэт, В.С.Певзнер и др.
8. Реферативный сборник (научн.редактор). Магматизм, полезные ископаемые и тектоника Сибирской платформы и прилегающих территорий. Сер. регион.геол. картогр. OHTIi ЗИЗЖ, 1970, 73 с.
9. Современные представления о геотектоническом развитии
Л * ^—-.1 I'. J ■■ -LU Т '.. О p. • . ■ , ,
Сер. УЛ. 48 о. (соавтор Н.С.Малич).
10. Региональные и локальные закономерности размещения медно-никалввых сульфидных месторождений. - Тр.ЗСЗГЕИ, 1977, вып.15, Л., ВСЕГЕК, 78 с. (соавтор И.В.Ляхкиякая).
11. Принципы ?, методика мина pare илчеокого анализа платформ, М., Недра, 1980, 287 с. (соавтор Н.С.;,1злич).
12. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т.4. Сибирская платформа. Ред.Н.С.
Малич, В.Л.Масайтио, В.С.Сурков и др. Л., Недра, 1987, 448 с. (Участие в 10 разделах) Стдтьг,
13. О рудоносных интрузиях бассейна р.Курейки. - ИнЗюрм. сб. ВСЗГЕЙ, I960, № 40, с.93-108.
14. Минерагения и генезис рудоносных интрузий восточной
части Норильского района. Тр. ВСЕГЕИ, Нов.сер., I960, вып.31, о. 57-95.
15. Перспективы никеленосности северо-западной части Сибирской платформы. Там же, с.37-45 (соавторы Ю.Г.Старицкий, В.И.Драгунов).
16. Взаимоотношения магнетита, ильменита и сульфидов в медно-никелевых рудах северо-запада Сибирской■платформы. -Тр. ВСЕГЕИ, Нов. сер., 1961, вып.45, с.67-70 (соавтор Ю.Г. Старицкий).
17. Генетические типы медно-никелевых руд Сибирской плат формы. - Геол. рудн. м-ний. 1965, № I, с.37-44. (соавтор Ю.Г. Старицкий).
18. Закономерности распределения никелвносных интрузий траппов Сибирской платформы. М. ОНТИ ВИЭМС, 1965 , 23 о. (соавторы Н.С.Малич, Ю.Г.Старицкий).
19. Интрузивные траппы и перспективы никеленосности севв' ро-восточной части Тунгусской синаклизы. - Учен. зап. НИИГА. Рег.геол., 1967, & 10, с.131-144 (соавтор Н.С.Малич).
20." Геологические факторы влияющие на размещение медно-никелевого оруденения Сибирской платформы. - В кн.: Прогнозирование и методы поисков месторождений никеля, олова, алмазов в советской Арктике. Л. НИИГА, 1968, с.12-15. (соавтор Н.С.Ма лич).
21. Никель. - В кн.:Геологическое строение СССР. Т.4. По лезные ископаемые, М.., Недра, 1968, с.358-354 (соавторы Г.В. Холмов, М.З.Денисова).
22. Сравнение региональных и локальных закономерностей распределения медно-никелевых месторождений Сибирской платфор мы и Балтийского щита. - В кн.:Геология и полезные ископаемые Норильского района. Норильск, 1971, с.115-117 (соавтор И.В.Ляхницкая).
23. Возможности опенки никеленосности траппов Сибирской платформы методом многократной корреляции. - Сов.геол., 1972, J« 10, с.144-148 (соавтор Ю.К.Бурков).
24. Новая металлогеническая зона на севере Сибирской платформы. - В кн.: Состояние и направление исследований по металлогении траппов. Тез. докл. П Всеооюз. совещ. Красноярск 1974, с.21-29 (соавторы В.Н.Егоров, Н.С.Малич).
25. Магматические формации основных и ультраосновных -основных пород Сибирской платформы и их металлогения. Там же, 0.27-29 (соавтор Н.С.Малич).
26. Интрузивная ассоциация траппозой и трахибазальтовой формаций позднепалеозойско-раняемезозолского этапа (ергалахс-кий, курейский, норильский, тымерскин, агэтскяй комплексы). -Тр.ЗСПГЕИ, Нов.сер., 1974, т.194, с.208-218.
27. Закономерности распределения полезных ископаемых чехла Сибирской платформы. - Сов.гзол., 1975, 2, с.41-52 (соавтор Н.С.Малич).
23. Distribution patterns of mineral геаоигзез in the Siberian platform cover; Intern. Geol. Eev., 1976, И 18, p.'417-42* (соавтор Н.С.Малич).
29. Региональные критерии прогноза сульфидных гледно-нике-левых месторождений на Сибирской платформе. - 3 кн.: Краевая научно-практическая конференция. Красноярск, 1976, с.16-21 (соазторы Н.С.Малич, М.Л.Шерман). '
30. Петрохимическяе и минералогические критерии прогноза сульфидных нздно-кикелезых месторождений. Там ?.е, с. 107-III.
31. ¡Деталлогеническке особенности площадей с суль&идноЗ медно-никелевой минерализацией. - В кн.: Методическое пособие по металлогении, ;.!., Недра, 1976, с.103-112.
32. Интрузивный магматизм северо-запада Сибирской платформы. Л.,-Тр.ЗОЗГЗЛ. Нов. сер., 1977, т.156, с.31-92.
33. Новые данные по изотопному составу серы медно-никзле-аых руд северо-запада Сибирской платформы. - Геол. и геоф., 1977, й 4, с.122-123 (соазтор ВЛ.Кузьмпн).
на твердые полезные ископаете. Л., Недра, 1978, с. 188-208 (соавторы И.В.Ляхницкая, Ю.М.Михайлова).
35. О форыалионной принадлежности никелэносных дифференцированных интрузий норильского типа. - Геол. и геоф., IS8I, й 4, с.29-33 (соавтор В.Н.Егоров).
36. Структурные и магматические критерии прогноза сульфидных медно-никелевых месторождений (на примере Восточно-Сибирской никеленосной провинции). - 3 кн.:Проблемы петрологии в связи с сульфидным медно-никелевым рудообразованиегл, Л., Наука, 1981, с.187-196 (соавтор Н.С.Малич).
37. Геологическое строение Сибирской платформы и Таймыра.-J кн.: Геология Советского Союза. Тр. 27-й сес. МГК, М., Наука, 1984, с.35-43. (соавторы Н.С.Малич, З.П.Миронюк и др.).
38. Интрузии норильского типа - продукт смешения двух магм.
- В кн. ¿орыаииоаное расчленение, генезис и металлогения ультра-базитов. Тез. докл., Свердловск, 1985, с.127-128.
39. Никель. - В кн.: Критерии прогнозной оценки территорий на твердые полезные ископаемые. Л., Недра, 1986, 0.233-257. (соавторы И.З.Ляхницкая, Б.М.Михандоз).
40. Металлогения Сибирской длатфорлы. - В кн.: .'.¡еталло-ганая Сибири. Тез. догл. XI Всесоюз.мэталлогенич. совещ. Т.Х,
1987, с.25-31 (соавтор Н.СЛалич).
41. Гаодонамаческая модель Северо-западно it част:: Сибирской платформы и образование ыедно-никелавых месторождений. - 3 кн.: Геодинампчзские модели нефтегазоносных и рудных районов. Л., ЗС2ГЕИ, 1987, с.91-93 (соавторы Н.С.Малич, ¡Л.Л.Шерлан и др.).
42. Мезозойская металлогения Тайыыро-Норильского района
и сопредельных территорий. - 3 кн.: Металлогения Сибири, Новосибирск, ^аука, IS87, с.115-121 (соавторы 0.А.Лютакоз, 3.3. Золотухин и др.).
43. Расплазные включения в клиноплрокоенах как индикаторы сульфидного Сu-Ni орудензняя. - 3 кн.: Минералогия - народному хозяйству. Тез.докл. Л., Наука, 1987, с.75-76 (соавтор
Е.В.Толшчева).
44. Нцкаленосные магнат иче с кие формация севера Прдендсей-ской Сибири. - 3 кн. Формашюнный анализ при средне- и крупномасштабных геологических исследованиях. Л., ЗСЗГЕК, 1988, с.68-74.
45. Генетическая модель сульфидной никэлево-мздно-4 формации норильского типа. - 3 кн.: Рудообрэзозание и генетические модели эндогенных рудных формаций. Новосибирск, Наука, 1988, с.197-204.
46. Геодинампческая обстановка образования Cu-Ш. месторождений норильского типа. - 3 кн.: Нккеленосность базит-гипер-базитовых комплексов Норильского региона. Апатиты, йзд-во
Кольок.фил. АН СССР, 1988, с.44-47 (соавторы Н.С.Малич, A.C. Гриноон).
47. Петрологические особенности формирования никеленосных интрузий норильского типа. Там же, с.36-40.
48. Минералого-геохимические признаки глубокомантийного происхождения никеленосных магматических формаций. - В кн.: Оболочки Земли и их взаимодействие. Л., Географ, о-во СССР,
о.Агапча
р.Хараелах
г ..pr.js
ю
iE
1 * 5 S
12 L /$ и © 1<t
£ 20 к 21 - —- гг
р ÍS]24
Рио.1 Петролого-геодинамическая модель образования сульфидных медно-никелевых месторождений норильского типа.
1-5 - оболочки Зимной коры: 1-3 - ооадочно-вулканогенная: I - терригеннкй комплекс ( г - К), 2 • осадочно-вулканогенный комп-леко ( v-т ) о нпю-леносными интрузмами, 3 - осадочно-вулканогенный комплекс ( Рй, ?); 4 - "гранитная; 5 - "базальтовая"; 6 - промежуточный сейсмический слой ( VP -7,3 км/о) мевду корой и мантией; 7 - границы палеоригатогенной системы; 8 - разуплотненный слой в консолидированной коре; 9 - слой с повышенной плотностью; 10 - предполагаемый главный путепровод протерозойских и фа«* нерозойоких магм и флюидов; II - поверхность Мохоровичича; 14-13 - разломы: 12 - мантийные (а - ограничивающие' отдельные блоки ркфтогэчной системы, б - ограничивающие всю онотему в целом), 13 - коровые (а - проолежянные, б - предполагаемые); 1415 - чипы земной коры: 14 - платформенные - я (Таймырский - щ, Тунгусоккй - Z2 ), 15 - рифтогенные - Н (¿Зниоей-Хатангский -
, Пяоинский - В2, Игаро-Норильский - R^ (; 16 - мантия; 17 - разуплотненная зона вооходящего мантийного потока; 18 -зона отделения и сегрегации бвзрудкых толеит-базальтовых магм; IS - зона отделе :шя и оегрегации лередотит-коматиитовых расплавов с суяьфидами; 20 - зоны отделения флюидонаоыщенных мантийных диапиров о золотом и платиноидами; 21 - направление флюидного потока и продвижения диапиров; 22 - границы тектоноофер различной рудно-геохимической специализации; 23 - рудная нагрузка тектоноофер (по А.Д.Щеглову и И.Н.Говорову, 1988); 24 - сейсмические границы земной коры ( а - уверенные, б - предполагаемые) приведены по данным Чернышева Н.М., Егоркина A.B. и др. (НПО Нефтегеофизика).
Рис,2■ Схема строения рудоносного интрузива и Октябрьского аульфидного медно-никелевого месторождения,
I. Гииооносные мергели и аргшш'ты. 2. Роговики я окарны. 3. Габбро-диориты и диорит-пегматиты. со шлирами лейкогаббро (вверху), 4. Безоливиновые и оливиноодоржащие долериты, 5, Олиг виновые, троктолитовые габбро-долериты и мелакократоаые трокто-литы о вкрапленным халькоглрит-пентландит-пирротиноэым орудене-нием. 6. Длагиооливиниты, плагиоверлиты с вкрапленным орудене-нием того же состава. 7. Не тас оматич еские прогетлково-вкрапленные .руды в интрузиве. 8. Вкрапленные брекчиевые преимущественно медистне руды в верхнем экзоконтакте интрузива. ^.Массивные ру- : ды пентландит-халькопирит-пирротинового состава в интрузиве и его подошве.
-20 -15 -Ю -5
шш н
lili-:—I—
0 Ь » 10 15 го ¿5 S з ^
j
Рио.З Положение полей статистичеокого распределения химинеоких ооотавов пород в координатах А в Al20¿ + «аО + Кв20 + 1^0 и 8 в SiO2-(P02O^ + J?sO + lígO + KnO + тю2),
веа.$ (Классификация и вхгенклатура.., 1981).
I - поле ооотавов пород семейотва пикритов; 2 - меймечиты; 3 - пикриты; 4 - перидотитоаые коматииты; 5,6- породы интрузий норильокого типа: 5 - плагиоперидотиты; 6 - габброидн.
1938, с.32-93.
49. Рифтогенэз Сибирсхол плат&ормы. - 3 кн.: Тзктоничэ-ские процессы, 28-я с ее. :.!ГК, -<!., Наука, 1989, а.184-193 (соавторы Н.С.Малич. А.С.Гринссн, Н.М.Черншав).
50. Связь риФтогенэза и ннкеленосного магматизма. - 3 кн.: Магматизм рио&тоз, М., Наука, 1989, с. 133-139 (соавтор З.З.Попов).
51. Главнейшие форлаппонные типы медно-никелевкх месторождений и закономерности их размещения. - 3 кн.: Геология медно-никелевых месторождений СССР, Л., Наука, 1990, с. 1926 (соавторыВ.3.Попов, З.У.Терзнтьев).
52. Эволюция рудообразования чехлов дрэзних адатдорм. -3 кн.: Эволюция рудообразования. 28-я сес. МГК, ГЛ., Наука, IS89, с.117-126 (соавторы Н.С.малич, Ю.Г.Старитткяй, З.С.Пезз-нер).
53. К вопросу о платлноносностп интрузий норильского типа.- Докл. АН СССР, 1990, т.313, I, с.178-183 "(соавтор К.Н.Малич).
54. Системный анализ нккелекосных формашй ультраоснов-ных-оснопных пород Сибирской платформы. - 3 кн.: Геологические формации и закономерности размещения полезных ископаемых. ;,!., Наука, 1990, с. 192-198.
55. Петролого-геодинзмичэокая модель образования судьфяд-ных Cu-Ui месторождений. - Геол. и геофиз., 1991, 6, с.З-П.
56. Раннепротерозойский зулкзнизтл Игарского поднятия
Vнижнее течение р.Знисеи).- Геол.и геойиз., 1992, 2, c.oS-o?.
57. Геодинамика и металлогения Сибирской платформы. - В кн.: Тектонические основы прогнозно-металлогенических исследований. ЗСЕГЕИ, 1992, с.83-92 (соавторы Н.С.Малич, З.П.Миро-нюк).
58. Petrologico-geodinainic model explaining the roraation of copper-nikel deposita or the noril'sk type. - Intern, sjm-pos. on mineralisation related to aafio <sna ultrarrafic rocks, Abstract auppl. No $ to TEKHA nova, v.5i 1993, c.173.
59. Критерии прогноза и перспективы выявления рудных районов норильского типа на территории Сибирской пяатфорлы. -Регион, геол. и металлогения, 1993, й 2, с.71-82 (соавтор Н.С.Малич).
- Туганова, Евгения Владимировна
- доктора геолого-минералогических наук
- Санкт-Петербург, 1994
- ВАК 04.00.11
- Геология и условия образования благороднометалльного и медно-никелевого оруденения Канского зеленокаменного пояса
- Дайки сульфидных платиноидно-медно-никелевых месторождений Воронежского кристаллического массива
- Изотопный состав гелия и аргона как критерий рудоносности интрузивов Норильского района
- Камчатская платиноидно-никеленосная зона - геология и рудоносность
- Минералогия платинометалльного оруденения в базальтоидах Пайхойского антиклинория